幫4章常用信虑加密术介绍 103
的长度，RSA算法把每一块明文转化为与密钥长度相同的密文块密钥越长，加密效果越好 但加密解密的开销也越大，所以要在安全与性能之间折衷考虑，一般64位是较合适的。RSA
的一个比较知名的应用是SsL，在美国和加拿大SSL用128位 它地区(包括中国)通用的则是40位版本。ジA算法，由于出口限制；在其
公用密钥的优点就在于，也许你并不认识某一实体，但只要你的服务器认为该实体的CA
( Certified Authority)是可靠的，就可以进行安全通信，而这正是Web商务这样的业务所要求
的。例如信用卡购物，服务方对自己的资源可根据客户CA的发行机构的可靠程度来授权。
目前国内外尚没有可以被广泛信赖的CA。美国 Natescape公司的产品支持公用密钥，但把
Natescape公司作为CA。由外国公司充当CA在我国是一件不可想像的事情。
来实现最佳性能。即用公共密钥技术在通信双方之间传送专用密钥，而用专用密钥来对实 公共密钥方案较保密密钥方案处理速度慢，因此，通常把公共密钥与专用密钥技术结合起 实际
传输的数据加密、解密。另外，公钥加密也用来对专用密钥进行加密。，县回?同全
4.3.2RSA密码体制回个 平公面足人出为3不图 出是
的方法，称作MIT体制，后来被广泛称之为RSA体制。它既可用加密，又可用于数字签字，易 MT三位年请数学家R: Rive， A Shamir和しい Adleman发现了一种用数论构造双钥
懂且易于实现，是目前仍然安全并且逐步被广泛应用的一种体制。国际上一些标准化组织 ISO、ITU及 SWIFT等均已接受RSA体制作为标准。在1erme中所采用的PGP( Pretty
数论中大整数分解的困难性。量的 Good Privacy)也将RSA作为传送会话密钥的数字签字的标准算法。RSA算法的安全性基于
计算n=pl*p2，其欧拉函数值p(n)=(pl=1)(p2-1)。二向要 1.RSA密码体制说明如下:独立地选取两大索数p1和2(各100-200位十进制数字)，
随机选一整数e，1≤e<p(n)，(p(a)，e)=1因而在模p(n)下，e有逆元d=e-'modg(n)
即e*d=1modg(m)取公钥为n，e，密钥为d(pl，p2不再需要，可以销毁)。加密:将明文分组，各组在modn下可惟一地表示(以二元数字表示，选2的最大幂小于
Az=x:1≤x<n，(x，m)=反，母良 各组长达200位十进制数字。可用明文集:)= n bom y 六想，
注意，(x，n)≠1是很危险的，参看下面安全性分析。x∈Az的概率为5口 p(n)/h=(pl-1)(p2-1)plp2=1-1pl-142+1iplp2→1油露的当
密文:c= xe mod n ST In=n T-F Ba II AP
解密:x= d mod0)黑示一的中 陷门函数:z=(1，p2，d)。こュ?は?文个一的文个基す野
现在，用一个简单的例子来说明gSA的工作原理:取两个质数p1=11，p2=13，p1和p2
的乘积为n=pl*Pp2=143，算出另一个数qm)(p1-1)(p2-1)=120；再选取一个与q(n) =120互质的数例如で称为”公开指数”う对手这个值，可以算出另ー个值d-10(称
“秘藩指数?)满足d=1(20)(也是7-193=72，除以120确实余1).(ao和d
d)这两组数分别为“公开密钥”和“移密密钥"飞”的想
A秀同安会与控 设想X需要发送机密信息(明文，即未加密的报文)x=85给Y，X已经从公开媒体中得到
af-c=xmod n=857mod 143=123 厂的公开密钥(n，0)=(04，1，于是S算出加密值
密钥(n，d)=(143，123)计算123103mod143，得到的值就是明文(值)85，实现了解密。其中的 将c发给Y。Y在收到“密文”(即经加密的报文)c=123后，利用只有Y自己知道的秘密
计算用一般公式来表达，是 cd mod n=(x) d mod n=x mod n学，学キ同
根据初等数论中的欧拉(Euer)定理，应用x=modn；得:?面溶内四的
所以立可以得到X发给他的真正信息x=85主在学aッ ズ x mod n口公。AD式
全性何在?回答是，只要n足够大，例如，有512bit，或1024bit甚至2048 bitini p1*pP2中的 自然，我们要间，在Y向公众提供了公开密钥，密文c又是通过公开的途径传送的，其安
pl和p2的位数差不多大小，任何人只知道公开密银(n，e)，目前是无法算出移密密钥(n，d
的。其困难在手从乗积n难以找出它的两个巨大的质数因子。合y上面例子中的n=143，只是示意用的，用来说明RSA公开密钥密码系统的计算过程，从
找出 p2非常简便，而逆运算却难而又难，这是一种“单向性”运算。相应的函数称为“单向函数 的质数因子11和13是毫不困难的。对于巨大的质数l和P2，计算乘积=pl
任何单向函数都可以作为某一种公开密钥密码系统的基础，而单向函数的安全性也就是这种
公开密钥密码系统的安全性。剂的 公开密钥密码系统的一大优点是不仅可以用于信息的保密通讯，而且可以用于信息发送 活会寻A2
者的身份验证( Authentication)，或数字签名( Digital Signature)。我们仍用例子来作示意说明
编码值)，必须让Ⅹ确信该信息是真实的，是由Y本人所发的。为此，Y使用自己的秘密密钥 要向X发送信息m(表示他身份的，可以是他的身份证号码，或其名字的汉字的某一种
(n，d)计算x= md mod n建立了一个“数字签名”，通过公开的通讯途径发给X。X则使用Y
的公开密钥(n，e)对收到的x值进行计算:デabB，文: xe mod n=(md) e mod n=m完遗张十00
这样，X经过验证，知道信息x确实代表了Y的身份，只有他本人才能发出这一信息，因
算出他的秘密密钥来冒充他的“签名”。为只有他自己知道秘密密钥(n，d)。其他任何人即使知道Y的公开密钥(n，e)，也无法猜出或
相应密文y= xe mod n。对于x≠x，必有y≠y。Zn中的任一元素(0，p1，p2除外)是一个明 RSA加密实质上是一种Zn+Zn上的单表代换!给定n=p1*p2和合法明文x∈Zn，其
文，但它也是与某个明文相对应的一个密文。因此，RSA是Zn+Zn的一种单表代换密码，关
键在于n极大时，在不知陷门信息下；极难确定这种对应关系，而采用模指数算法又易于实现
种给定的代换，正由于这种一一对应性，使RSA不仅可以用于加寄也可以用于数字签字。2.RSA的安全性。RSA公开密钥密码体制的安全性取决于从公开密钥(n，e)计算出秘密
密钥(n，d)的困难程度，而后者则等同于从n找出它的两个质因数pl和p2。因此，寻求有效 的因数分解的算法就是寻求一把锐利的牙”，网站建设来击穿RSA公开密钥密码系统这个“盾”。数学
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