學習了加密演算法的數學模型後,自己對這節課的學習做一次整理.
加密演算法大體上可以理解為 將明文轉換為密文的過程,相反的,解密演算法即為將密文解密為明文的過程.
課堂介紹了兩類加密演算法 分別是: 對稱秘鑰演算法 和 非對稱秘鑰演算法
先從最簡單的開始--對稱,金鑰介紹:
說到對稱秘鑰,可以先從 凱撒密碼學開始.
舉乙個簡單的例子: 明文 +2 = 密文
上面是乙個加密演算法,並且是對稱金鑰的. 把上面這個公式概況一下就是:
加密演算法: 明文做加法成為密文
金鑰: 2
解密演算法:密文做減法成為明文
金鑰 : 2
從上面可以看到, 這個工程中,加密演算法 和解密演算法用到的原則是相同的,過程是相反的. 加密時在密文上做加法, 解密時在密文上做減法. 並且,在這個可逆的過程中, 加密金鑰和解密金鑰是相同的. 所以,這是乙個典型的對稱金鑰演算法.即加密過程和解密過程用相同的金鑰.
對稱 秘鑰相比於 非對稱金鑰來說,加密解密的效率相對較高.但也存在一些問題,具體如下:
1:傳遞資訊的雙方如何傳遞秘鑰?
2:金鑰量大,管理困難.
3:非技術安全問題
來說第乙個,傳遞資訊的雙方如何傳遞秘鑰?
我們知道,為了防止網路竊聽,使用者在傳送資料前需要將資料進行加密. 那麼,除了將明文用金鑰加密後傳遞給對方,對方在解密過程中也需要金鑰來解密.而對方又是如何知道金鑰的呢?顯然,採用網路傳遞金鑰的方法並不安全 .金鑰的傳遞成了問題.過去 ,人們都是私下傳遞金鑰的.
在說第二個問題,金鑰量大,管理困難.
一般來說,不同使用者之間傳遞資訊,都需要金鑰.也就是說.任意兩個使用者之間需要乙個金鑰來進行加密傳遞資訊.當使用者數量較大時,使用者兩兩之間就需要乙個金鑰,這個金鑰的數量是非常龐大的. 假如有n個使用者,那麼其中乙個使用者想要給任意其他使用者傳遞資訊,就需要知道其他n-1個使用者的金鑰,即該使用者自己需要儲存 n-1個金鑰.而n的使用者所產生的金鑰總數是(n*(n-1) ) /2 , 當n較大,不便於管理.
最後說第三個問題,非技術安全問題.
非技術安全問題是指:當乙個使用者的金鑰洩漏時,由他所加密傳送的所有密文都將不可信.從而將影響整個密碼系統.
所以,後來有兩個數學家提出了非對稱金鑰演算法.
顧名思義,非對稱金鑰是指系統將加密和解密的過程分開,加密和解密分別用兩個不同的金鑰來實現.當然,這兩個金鑰不能互推.
在非對稱體制中,每個使用者都儲存 有兩個金鑰,其中乙個金鑰可以公開,成為公鑰,乙個金鑰使用者自己儲存不公開,稱為私鑰.
這就解決了對稱秘鑰中金鑰量大的問題.
如果加密用公鑰,那麼解密就要用私鑰. 如果解密用公鑰,那麼加密就要用私鑰.
公鑰由使用者像外界公開,私鑰由使用者自己所有.
我們假定使用者a有乙個公鑰和乙個私鑰,使用者b有乙個公鑰和乙個私鑰. 當使用者a 需要給使用者b傳送資料時,a將明文用b的私鑰進行加密,那麼就加密後的資訊就只能用b的私鑰進行解密才能變成明文.所以,a將密文傳送給b是安全的,應為由於b的私鑰是b所私有,即便在網路傳輸過程中,使用者c攔截了a所傳送的密文,c由於不知道b的私鑰,所以也無法解密. 同時 , 當b收到a發來的密文後,只需要用自己的私鑰進行解密即可看到明文.這樣就解決了對稱 金鑰中如何傳遞金鑰的問題.
還有一點,當 b給a傳送資訊時用自己的私鑰加密後,a如果可以用b的金鑰解密密文,那麼就可以證明密文確實由b傳送.但是由於b的公鑰是公開的,所以其他使用者也可以攔截並解密.所以私鑰加密起不到加密的作用.
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