解析公開密鑰算法
袁家駒 發(fā)表于：13年06月28日 10:43 [原創(chuàng)] DOIT.com.cn
提到密鑰，首先要了解什么是密鑰。密鑰就是一種參數(shù)，它是在明文轉(zhuǎn)換為密文或?qū)⒚芪霓D(zhuǎn)換為明文的算法中輸入的數(shù)據(jù)。說的直白一點，其實密鑰就是一個處理數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換公式。使用密鑰可以保護文件在傳輸過程中的隱私保密，讓數(shù)據(jù)更安全。
密鑰可以從明文轉(zhuǎn)換成密文，也可以將密文轉(zhuǎn)換成明文。有個問題是總要有人去使用密鑰來對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，密鑰還是需要人為的傳遞。所以，分發(fā)密鑰往往是大多數(shù)密碼系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)。不管是再強大的密碼系統(tǒng)，總會有可能被入侵者攻破。如果密鑰系統(tǒng)被入侵者得到了密鑰，那么這一整套系統(tǒng)將變得毫無意義。因此產(chǎn)生了一個很矛盾的問題：密鑰必須被保護起來，防止被偷，但又要將密鑰都發(fā)布給用戶。所以要采取一種安全有效的方法來發(fā)布和使用密鑰。
在1976年，斯坦福大學的兩位研究人員Diffie和Hellman就提出了一種全新的密碼系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，加密密鑰和解密密鑰是不相同的，而且不能很輕松的從加密密鑰推算出解密密鑰。還有在他們的提案中，加密算法E和解密算法D必須滿足三個要求。下面是這三個要求的簡述：
1、D(E(P))=P
2、從E推算出D非常困難
3、E不可能被選擇明文攻擊破解
第一個要求的意思是，如果將D作用在一條被加密的消息E(P)上，而可以恢復原來的明文信息P。如果沒有這條特性，合法的接受者也無法解密其密文了。第二個要求就更加易懂，這也是這套密文的關鍵，加密密鑰和解密密鑰必須有著隔離性。第三個要求也是必不可少的，這確保了解密密鑰的安全性。如果加密密鑰E被選擇性明文攻擊，攻擊者就會得到解密密鑰，那解密密鑰D就變得失去了意義。
下面舉例說明這種這套密碼系統(tǒng)的應用。假如有一個人A想要接受秘密消息，他首先要制作兩個滿足上面要求的兩個密鑰。然后通過公開密鑰系統(tǒng)來公開他的加密密鑰EA，得知他公開的加密密鑰的人就可以給A發(fā)送加密文件了。
這里涉及到了公開密鑰密碼系統(tǒng)。公開密鑰密碼系統(tǒng)就是要求用戶要有兩把密鑰：一個公開密鑰和一個私有密鑰。當有人需要給該用戶發(fā)送信息時就需要用公開密鑰對其內(nèi)容進行加密，在用戶收到信息并想閱讀該信息的時候就用自己的私有密鑰對其解密。
繼續(xù)上面的例子，另一個人B也同樣制作兩個密鑰EB和DB，并公開EB，保密DB�，F(xiàn)在就可以來看看A和B如何通過加密系統(tǒng)來建立一條安全的對話通道。假設A的加密密鑰EA和B的加密密鑰都位于某些公開可讀的文件中。現(xiàn)在，A取出他的一個信息P，并計算EB(P)，然后將EB(P)發(fā)送給B。B接受到了信息之后，利用他的解密密鑰DB來對EB(P)解密，也就是DB(EB(P))=P。因為B所制定的密鑰具有從E推算出D非常困難和E不可能被選擇明文攻擊破解兩條特性，所以其他人沒有B的解密密碼DB就無法得出A所發(fā)出的明文信息P，因此A所發(fā)給B的信息具有相當高的安全性。同樣，B可以發(fā)送一個加密回復信息EA(R)，A再利用解密密鑰DA來解讀EA(R)，即DA(EA(R))=R。這樣A和B就可以利用公開密鑰密碼系統(tǒng)來安全的進行通信了。
公開密鑰算法的原理看似簡單，但其中的密鑰結(jié)構(gòu)卻是深奧的，想要了解具體的這套密碼系統(tǒng)還需要更多的學習。
