公鑰,私鑰和數字簽名相關說明

2021-08-20 01:18:51 字數 2506 閱讀 1259

一、公鑰加密 

假設一下,我找了兩個數字,乙個是1,乙個是2。我喜歡2這個數字,就保留起來,不告訴你們(私鑰),然後我告訴大家,1是我的公鑰。

我有乙個檔案,不能讓別人看,我就用1加密了。別人找到了這個檔案,但是他不知道2就是解密的私鑰啊,所以他解不開,只有我可以用

數字2,就是我的私鑰,來解密。這樣我就可以保護資料了。

我的好朋友x用我的公鑰1加密了字元a,加密後成了b,放在網上。別人偷到了這個檔案,但是別人解不開,因為別人不知道2就是我的私鑰,

只有我才能解密,解密後就得到a。這樣,我們就可以傳送加密的資料了。

二、私鑰簽名

如果我用私鑰加密一段資料(當然只有我可以用私鑰加密,因為只有我知道2是我的私鑰),結果所有的人都看到我的內容了,因為他們都知

道我的公鑰是1,那麼這種加密有什麼用處呢?

但是我的好朋友x說有人冒充我給他發信。怎麼辦呢?我把我要發的信,內容是c,用我的私鑰2,加密,加密後的內容是d,發給x,再告訴他

解密看是不是c。他用我的公鑰1解密,發現果然是c。

這個時候,他會想到,能夠用我的公鑰解密的資料,必然是用我的私鑰加的密。只有我知道我得私鑰,因此他就可以確認確實是我發的東西。

這樣我們就能確認傳送方身份了。這個過程叫做數字簽名。當然具體的過程要稍微複雜一些。用私鑰來加密資料,用途就是數字簽名

總結:公鑰和私鑰是成對的,它們互相解密。

公鑰加密,私鑰解密。

私鑰數字簽名,公鑰驗證。

這些密碼學的概念容易被搞混淆,的確也情有可原。因為公鑰、私鑰、加密、認證這些都是較為複雜的問題,其概念不太容易理解,理解不透就容易產生各種似是而非的概念,為了讓大家對於密碼學有進一步的了解,這裡我就詳細解說一下公鑰和私鑰的具體作用和使用方法。

加密和認證

首先我們需要區分加密和認證這兩個基本概念。

加密是將資料資料加密,使得非法使用者即使取得加密過的資料,也無法獲取正確的資料內容,所以資料加密可以保護資料,防止監聽攻擊。其重點在於資料的安全性。身份認證是用來判斷某個身份的真實性,確認身份後,系統才可以依不同的身份給予不同的許可權。其重點在於使用者的真實性。兩者的側重點是不同的。

公鑰和私鑰

其次我們還要了解公鑰和私鑰的概念和作用。

在現代密碼體制中加密和解密是採用不同的金鑰(公開金鑰),也就是非對稱金鑰密碼系統,每個通訊方均需要兩個金鑰,即公鑰和私鑰,這兩把金鑰可以互為加解密。公鑰是公開的,不需要保密,而私鑰是由個人自己持有,並且必須妥善保管和注意保密。

公鑰私鑰的原則:

乙個公鑰對應乙個私鑰。

金鑰對中,讓大家都知道的是公鑰,不告訴大家,只有自己知道的,是私鑰。

如果用其中乙個金鑰加密資料,則只有對應的那個金鑰才可以解密。

如果用其中乙個金鑰可以進行解密資料,則該資料必然是對應的那個金鑰進行的加密。

非對稱金鑰密碼的主要應用就是公鑰加密和公鑰認證,而公鑰加密的過程和公鑰認證的過程是不一樣的,下面我就詳細講解一下兩者的區別。

基於公開金鑰的加密過程

比如有兩個使用者alice和bob,alice想把一段明文通過雙鑰加密的技術傳送給bob,bob有一對公鑰和私鑰,那麼加密解密的過程如下:

bob將他的公開金鑰傳送給alice。

alice用bob的公開金鑰加密她的訊息,然後傳送給bob。

bob用他的私人金鑰解密alice的訊息。

上面的過程可以用下圖表示,alice使用bob的公鑰進行加密,bob用自己的私鑰進行解密。

基於公開金鑰的認證過程

身份認證和加密就不同了,主要使用者鑑別使用者的真偽。這裡我們只要能夠鑑別乙個使用者的私鑰是正確的,就可以鑑別這個使用者的真偽。

還是alice和bob這兩個使用者,alice想讓bob知道自己是真實的alice,而不是假冒的,因此alice只要使用自己的私鑰對檔案簽名傳送給bob,bob使用alice的公鑰對檔案進行解密,如果可以解密成功,則證明alice的私鑰是正確的,因而就完成了對alice的身份鑑別。整個身份認證的過程如下:

alice用她的私人金鑰對檔案加密,從而對檔案簽名。

alice將簽名的檔案傳送給bob。

bob用alice的公鑰解密檔案,從而驗證簽名。

上面的過程可以用下圖表示,alice使用自己的私鑰加密,bob用alice的公鑰進行解密。

rsa演算法

rsa公鑰加密演算法是2023年由ron rivest、adi shamirh和lenadleman在(美國麻省理工學院)開發的。rsa取名來自開發他們三者的名字。rsa是目前最有影響力的公鑰加密演算法,它能夠抵抗到目前為止已知的所有密碼攻擊,已被iso推薦為公鑰資料加密標準。rsa演算法基於乙個十分簡單的數論事實:將兩個大素數相乘十分容易,但那時想要對其乘積進行因式分解卻極其困難,因此可以將乘積公開作為加密金鑰。

公鑰,私鑰和數字簽名

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