RSA加密演算法

2021-09-28 22:27:47 字數 1417 閱讀 2507

//為了做題應用可以看提煉簡述,在文章末尾處

rsa加密演算法經典且應用廣泛。計算機/軟體/通訊等行業應該難免會接觸到它。我是在學習網路規劃技術時了解並掌握它的。

用過linux的人應該會熟悉ssh登入協議,並且認為ssh是安全的,ssh協議為什麼安全?ssh 協議也是基於 rsa 加密演算法才能確保通訊是加密的,可靠的。

對稱加密演算法:加密和解密使用同一套規則。例如:甲使用金鑰 a 加密,將密文傳遞給乙,乙仍使用金鑰 a 解密。如果金鑰 a 在甲傳遞給乙的過程中洩露,或者根據已知的幾次密文和明文推導出金鑰 a,則甲乙之間的通訊將毫無秘密。

第一步:隨機找兩個質數 p 和 q ,p 與 q 越大,越安全。

計算他們的乘積 n = p * q ,實際演算法是 n一般為1024 位 或 2048 位,位數越長,演算法越難被破解。

第二步:計算 n 的尤拉函式 φ(n)。

φ(n) 表示在小於等於 n 的正整數之中,與 n 構成互質關係的數的個數。例如:在 1 到 8 之中,與 8 形成互質關係的是1、3、5、7,所以 φ(n) = 4。

如果 n = p * q,p 與 q 均為質數,則 φ(n) = φ(p * q)= φ(p - 1)φ(q - 1) = (p - 1)(q - 1) 。

記φ(n)為 m,

第三步:隨機選擇乙個整數 e,條件是1< e < m,且 e 與 m 互質。

公約數只有 1 的兩個整數,叫做互質整數,

請注意不要選擇 e=(m-1),如果選這個,則公鑰和私鑰將變得相同。

第四步:找出有乙個整數 d,可以使得 e*d 除以 m 的餘數為 1。

即找乙個整數 d,使得 (e * d ) % m = 1。%即mod,取餘運算

等價於 e * d - 1 = y * m ( y 為整數)

找到 d ,實質就是對下面二元一次方程求解。

e * x - m * y =1 ,

這個方程可以用"擴充套件歐幾里得演算法"求解,此處省略具體過程。 總之算出一組整數解。

到此金鑰對生成完畢。不同的 e 生成不同的 d,因此可以生成多個金鑰對。

公鑰為 (n,e) ,私鑰為 (n,d) ,僅(n,e) 是公開的,其餘數字均不公開。可以想像如果只有 n 和 e,非常難推導出 d,目前只能靠暴力破解,位數越長,暴力破解的時間越長。

加密生成密文 。

要求被加密的數字必須小於 n,被加密的數字必須是整數,字串可以取 ascii 值或unicode值,

假設 a 為明文,b 為密文,則按下列公式計算出 b

a^e % n = b 

解密生成明文。

用自己的私鑰(n,d) 解密。解密公式如下:

假設 a 為明文,b 為密文,則按下列公式計算出 a

a^d % n = b 

加密和解密的過程使用了費爾馬小定理的兩種等價的描述。

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