消除不必要的恐懼，通過公鑰加密對工業網路安全採取積極主動的態度。
公共金鑰加密用於網路安全，並且在工業自動化領域得到越來越多的應用。大多數人都熟悉加密，加密本質上涉及到對資料進行拼接，並使有意義的資料顯示為位、位元組或字元的隨機序列。
這是乙個簡單的過程，通過這個過程對資料進行加密、傳輸，然後使用共享私鑰進行解密。由於採用相同的金鑰用於加密和解密資料，因此這被稱為對稱金鑰加密。另外，由於金鑰對公眾保密，因此也被稱為私鑰加密。
為什麼工業領域不使用這樣乙個簡單而安全的方法呢？因為這個模型有問題。傳送方和接收方都必須共享金鑰的副本。如果雙方相距很遠，比如說分布在兩個半球上，那交換金鑰將很困難。
當然，傳送方可以將金鑰副本" 郵寄" 給接收方，但在這個過程中可能會有人攔截該金鑰，為自己製作副本，並開始 " 監聽" 對話。而這就是被稱為非對稱金鑰加密的公鑰加密發揮作用的地方。
公鑰加密指的是由對應的一對唯一性金鑰(即公開金鑰和私有金鑰)組成的加密方法。它解決了金鑰的發布和管理問題，是目前商業密碼的核心。要解釋公鑰加密，請讓我們以信件和保險箱為例。
假設愛麗絲想給鮑勃寄一封保密的信。她可以把信鎖在保險箱裡，把上鎖的保險櫃寄給鮑勃。鮑勃用鑰匙開啟保險櫃，然後就可以看到信。這本質上是對稱 ( 私鑰) 加密。但是，愛麗絲和鮑勃如何安全地共享金鑰副本？
愛麗絲有沒有辦法在不交換金鑰副本的情況下，安全地把信寄給鮑勃？有的。解決方案包括建立兩個金鑰，一把是給保險箱上鎖的公鑰，一把是用於開啟保險箱的私鑰。
繼續以此為例，鮑勃拿起解鎖的保險箱，建立了兩把金鑰，一把是私鑰 ( 他保留的) 和一把公共金鑰 ( 他寄給了愛麗絲)。鮑勃接下來拿著公鑰和空的、解鎖的保險箱，把它們都郵寄給愛麗絲。愛麗絲把她的信放在保險櫃裡，然後用鮑勃郵寄的公共秘鑰鎖上保險櫃。愛麗絲把保險櫃寄回給鮑勃，鮑勃用他的私人金鑰開啟保險櫃，看信。假設有人複製了鮑勃發給愛麗絲的公鑰。他無法開啟保險櫃，也看不了信。鮑勃給愛麗絲的公鑰只能用來給保險櫃上鎖，而不能開鎖。
無論誰能訪問公鑰，愛麗絲都可以安全地將她的信傳送給鮑勃。如果查理攔截了公鑰，假裝是愛麗絲開啟安全鎖，這樣他就可以給鮑勃發送假資訊了嗎？這就是公鑰加密的另乙個好處，即身份驗證。
鮑勃建立了私鑰和公鑰。但是，為了說明身份驗證的工作原理，讓我們舉乙個新例子。鮑勃仍然建立私鑰和公鑰。但是，愛麗絲也建立了自己的私鑰和公鑰。接下來，鮑勃和愛麗絲交換他們的公鑰。愛麗絲把她的公鑰寄給鮑勃，鮑勃把他的公鑰寄給了愛麗絲。和以前一樣，鮑勃把未上鎖的保險箱發給愛麗絲。愛麗絲把她的信放在保險櫃裡，用鮑勃提供的公鑰上鎖。
然而，這一次，愛麗絲還做了其它事情。她拿著自己的鎖，把它應用到保險櫃上，用她建立的私鑰鎖住。愛麗絲然後把保險箱寄回給鮑勃。這一次，在鮑勃用他的私鑰開啟保險櫃之前，他首先拿了愛麗絲發給他的公鑰，並試圖開啟愛麗絲的鎖。如果鮑勃可以使用公鑰開啟鎖，這個鎖是愛麗絲使用她的私鑰鎖上的，那麼鮑勃就知道這封信來自愛麗絲。此過程稱為身份驗證。愛麗絲應用於保險箱的鎖可以被視為簽名。
更多的工業自動化裝置正在採用公鑰加密。此外，許多基於網路瀏覽器的監控和資料採集系統(scada)開始整合了https 網頁支援功能，這也是基於公鑰加密的。
在現實世界中，我們如何建立公鑰加密？有一種方法，與數學中乙個有趣且非常困難的問題有關，將大數分解為素數。例如，考慮以下簡單的加密演算法: me mod n=c
在這個方程中，m 是要加密的訊息，e是用於加密訊息的公鑰，n 是兩個質數 (n=p1*p2) 的乘積，c 是加密的訊息。在我們的示例中，鮑勃選擇主要整數p1 和p2，將它們相乘以計算出n。他還選擇了公鑰e。鮑勃隨後將 e 和 n 傳送給愛麗絲，同時他自己保留了p1 和p2。愛麗絲將她的訊息 m 以及鮑勃發送的數字 (e 和n) 代入上述方程中，以生成她的加密訊息c，她將這些訊息傳送回鮑勃。一旦鮑勃收到來自愛麗絲的加密訊息c，他只需使用以下公式對其進行解密: cd mod n=m 即可找回原始訊息。
在這個等式中，他沒有使用他發給愛麗絲的公鑰e，而是使用他的私鑰d 來解密訊息。如果鮑勃且只有鮑勃能弄清楚d 是什麼，那麼這就行得通了。正好可以使用尤拉函式.(n) 計算 d, 其中d * e =k .n+1。 尤拉函式.(n) 的重要屬性是被稱為陷阱門的函式。對我們的示例這意味著，如果p1 和p2 是已知的，計算.(p1*p2) 很容易，但如果p1 和p2 不知道，則很難計算 。
試**密訊息的人可能會考慮獲取 n( 因為 n 是鮑勃已傳送給愛麗絲的公開資訊)，將 n 分解為兩個質數p1 和p2，然後解密訊息。然而，將大數 n 分解為素數是非常耗時的。事實上很難實現，即使是使用超級計算機解決起來也不現實。這就是公鑰加密背後的真正力量所在。鮑勃可以用多個p1*p2 來生成允許愛麗絲用於加密訊息的數字n。但n 是否公開並不重要。解密訊息還需要了解p1 和p2。只要鮑勃不公開這數字。
在選擇安全裝置和配置安全裝置時，對公鑰加密的理解也很有幫助。了解安全性有助於消除不必要的恐懼。相反，還可以對網路安全採取更主動的方法。
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私鑰，公鑰，加密
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