[密码学] 公钥密码基础与RSA
发布日期:2021-05-15 07:24:41 浏览次数:21 分类:精选文章

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公钥密码学的基本观点

一、公钥密码是什么

公钥密码包括公钥加密和数字签名等技术。其主要功能是保障数据的保密性和认定性,核心特征是依赖于一对密钥的工作原理,其中pk表示公开的公钥,sk表示保密的私钥。

二、为什么需要公钥密码

传统的对称密码存在以下问题:

  • 密钥分配困难:需要通过安全信道协商密钥,而实际应用中安全信道难以保证
  • 密钥管理需求大:在n个用户的网络中,任何两个用户间需要共享一个密钥,导致密钥数量膨胀
  • 三、公钥密码学的基本原理

    其核心思想包括:

  • 公钥加密明文后任人可得出密文,而仅有私钥持有者才能解密
  • 只凭公钥无法推导出私钥
  • 采用基于数学困难的问题设计
  • 依赖于专门的数学陷门单向函数
    • 困难度并不意味着安全性直接可靠
    • 复杂性理论通常针对单一问题处理
    • 度量方式多为最坏或平均情况
    • 无法直接嵌入陷门信息
  • 公钥密码依赖于数学安全性,而至今尚未证明存在单向函数

    四、RSA加密算法

    1. 密钥生成

  • 随机选择两个大素数p和q
  • 计算n=pq,φ(n)=(p-1)(q-1)
  • 随机选择指数e,满足1 < e < φ(n)且e与φ(n)互质
  • 计算d,使得ed ≡1 mod φ(n)
  • 公钥:n和e
    私钥:n和d(p和q需保密)
  • 2. 算法正确性

    通过数学证明确保了算法的正确性。

    3. 算法安全性

    基于 krijgsman mechanism,算法的安全性由欧拉函数的单向性质保证。

    五、算法实现

    1. 模运算时间复杂度

    标准的模运算时间复杂度为O(log m),这对算法性能至关重要。

    2. 解密算法的提速策略

    运用中国剩余定理(CRT)可以显著提升解密算法的性能。

    中国剩余定理计算步骤如下:

  • 将密文分解为两部分
  • 分别用公钥对每部分进行模逆运算
  • 交叉合并解密结果
  • CRT的应用大幅减少了计算量。

    通过对RSA加密算法的优化处理,可以实现更快的解密速度。

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    路过,博主的博客真漂亮。。
    [***.116.15.85]2025年04月12日 21时01分55秒