混合密码系统

冷不防 2022-11-20 10:53 116阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *   *  （一）背景
             *  （二）介绍
             *   *  具体步骤
             *  （三）注意事项
             *  （四）混合密码系统的加密和解密
             *   *  加密
                 *  解密

#### （一）背景 ####

公钥密码存在两个很大的问题。  
(1)公钥密码的处理速度远远低于对称密码。  
(2)公钥密码难以抵御中间人攻击

#### （二）介绍 ####

混合密码系统( hybrid cryptosystem)是将对称密码和公钥密码的优势相结合的方法。一般情况下，将两种不同的方式相结合的做法就称为混合( hybrid )。

混合密码系统中会先用快速的对称密码来对消息进行加密，这样消息就被转换为了密文，从而也就保证了消息的机密性。然后我们只要保证对称密码的密钥的机密性就可以了。这里就要轮到公钥密码出场了，我们可以用公钥密码对加密消息时使用的对称密码的密钥进行加密。  
对称密码的密钥一般比消息本身要短，因此公钥密码速度慢的问题就可以忽略了。  
将消息通过对称密码来加密，将加密消息时使用的密钥通过公钥密码来加密，这样的两步密码机制就是混合密码系统的本质。

##### 具体步骤 #####

1：用对称密码加密消息。  
2：通过伪随机数生成器生成对称密码加密中使用的会话密钥。  
3：用公钥密码加密会话密钥。  
4：从混合密码系统外部赋予公钥密码加密时使用的密钥。

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![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L09jdG9wdXMyMQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

#### （三）注意事项 ####

1：混合密码系统中，伪随机数生成器被用于产生会话秘钥。如果伪随机数生成器的算法很差，生成的会话秘钥就有可能被攻击者推测出来。

2：混合密码系统中，对称密码被用于加密消息。我们需要使用高强度的对称密码算法，并确保秘钥具有足够的长度。同样，也需要使用合适的分组密码模式。

3：混合密码系统中，公钥密码被用于加密会话秘钥。需要使用高强度的公钥密码算法，并确保秘钥具有足够的长度。

4：需要注意保证混合密码系统中各个密码技术的平衡。其中运用了对称密码和公钥密码，无论其中任何一方的秘钥过短，都可能遭到集中攻击，因此对称密码和公钥密码长度必须具备同等的强度。

5：一般来说，公钥密码的强度应该要高于对称密码，因为对称密码的会话秘钥被破译后只会影响本次通信的内容，而公钥密码一旦被破译，从过去到未来的（用相同的公钥加密的）所有通信内容就都能够被破译了。

#### （四）混合密码系统的加密和解密 ####

##### 加密 #####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L09jdG9wdXMyMQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
1：准备明文  
2：通过伪随机数生成器构建会话秘钥，这个会话秘钥会作为对称加密的秘钥，同时也作为公钥加密的明文  
3：右半部分中通过会话秘钥对明文消息进行对称加密，得到加密消息  
4：左半部分中，此时拿到会话秘钥，在混合加密中此时的会话秘钥就是明文。此时采用公钥加密方式对会话秘钥进行加密，依然是公钥加密，私钥解密。  
5：通过公钥密码中公钥对会话秘钥进行加密后得到密文  
6：将采用对称加密得到的密文和采用公钥加密得到的密文组合起来，组成最终的混合系统的密文  
7：此时加密过程已经结束，整体的部分需要注意使用到了相同的随机数生成器生成的会话密码，此外密文和明文加密密文会一起组合在最终的发送报文中  
8：此时公钥密码的私钥还未进行任何的工作，他会用于后面的解密工作中

##### 解密 #####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L09jdG9wdXMyMQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

1：接收者拿到密文，密文包括俩个部分，明文加密和秘钥加密信息  
2：混合密码系统的密文是由“用公钥密码加密的会话密钥”和“用对称密码加密的消息”组合而成的，因此我们首先需要将两者分离。只要发送者和接收者事先约定好密文的结构，将两者分离的操作就很容易完成。  
3：此时经过分离后拿到秘钥加密部分，此时我们通过公钥加密中的私钥对这部分进行解密，经过解密拿到加密过程中的对称加密的秘钥  
4：拿到对称加密的秘钥后就可以对右半部分的消息密文进行解密，解密完成成功拿到明文

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