加密解密学习笔记

淡淡的烟草味﹌ 2023-07-15 07:00 10阅读 0赞

### **加密解密学习笔记** ###

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**基础知识**

**公钥密码体制(public-key cryptography)**

公钥密码体制分为三个部分，公钥、私钥、加密解密算法，它的加密解密过程如下：

加密：通过加密算法和公钥对内容(或者说明文)进行加密，得到密文。

解密：通过解密算法和私钥对密文进行解密，得到明文。

注意，由公钥加密的内容，只能由私钥进行解密，也就是说，由公钥加密的内容，如果不知道私钥，是无法解密的。公钥密码体制的公钥和算法都是公开的(这是为什么叫公钥密码体制的原因)，私钥是保密的。大家都以使用公钥进行加密，但是只有私钥的持有者才能解密。在实际的使用中，有需要的人会生成一对公钥和私钥，把公钥发布出去给别人使用，自己保留私钥。

**对称加密算法(symmetric key algorithms)**

在对称加密算法中，加密使用的密钥和解密使用的密钥是相同的。也就是说，加密和解密都是使用的同一个密钥。因此对称加密算法要保证安全性的话，密钥要做好保密，只能让使用的人知道，不能对外公开。这个和上面的公钥密码体制有所不同，公钥密码体制中加密是用公钥，解密使用私钥，而对称加密算法中，加密和解密都是使用同一个密钥，不区分公钥和私钥。

密钥，一般就是一个字符串或数字，在加密或者解密时传递给加密/解密算法。

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**非对称加密算法(asymmetric key algorithms)**

在非对称加密算法中，加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的。前面所说的公钥密码体制就是一种非对称加密算法，他的公钥和是私钥是不能相同的。这里的“非对称”就是指加密使用的密钥和解密使用的密钥不同。RSA密码体制是一种公钥密码体制，公钥公开，私钥保密，它的加密解密算法是公开的。 由公钥加密的内容可以并且只能由私钥进行解密，并且由私钥加密的内容可以并且只能由公钥进行解密。

**加密和签名**

我们说加密，是指对某个内容加密，加密后的内容还可以通过解密进行还原。 比如我们把一封邮件进行加密，加密后的内容在网络上进行传输，接收者在收到后，通过解密可以还原邮件的真实内容。

签名就是在信息的后面再加上一段内容，可以证明信息没有被修改过，怎么样可以达到这个效果呢？一般是对信息做一个hash计算得到一个hash值（称为数字摘要），注意，这个过程是不可逆的，也就是说无法通过hash值得出原来的信息内容。在把信息发送出去时，把这个hash值（数字摘要）加密（以保证不被修改）作为一个签名，和信息一起发出去。 接收方在收到信息后，会重新计算信息的hash值，并将信息所附带签名解密得到一个值，对比这两个值，如果一致，就说明信息的内容没有被修改过。不同的明文的hash值（数字摘要）不同，相同的明文的hash值（数字摘要）肯定相同。

**数字证书**

数字证书就是互联网通讯中标志通讯各方身份信息的一串数字，提供了一种在Internet上验证通信实体身份的方式，它是由权威机构——CA（Certificate Authority 认证中心，认证授权，证书颁发机构）发行的，CA作为电子商务交易中受信任的第三方，承担公钥体系中公钥的合法性检验的责任，人们可以在网上用之来识别对方的身份。

证书的格式遵循ITUT X.509国际标准。一般包括公开密钥、名称，证书授权中心的数字签名，有效日期等：

Issuer : SecureTrust CA

Subject : ABC Company

Valid from ： 某个日期

Valid to： 某个日期P

ublic Key : 一串很长的数字……

数字证书可以保证数字证书里的公钥确实是这个证书的所有者(Subject，表明这个证书是发布给谁的)的，或者证书可以用来确认对方的身份。也就是说，我们拿到一个数字证书，我们可以判断出这个数字证书到底是谁的。

数字证书绑定了公钥及其持有者的真实身份，是含有证书持有者身份信息并经过认证中心审核签发的电子数据（128位的身份码）。

数字证书颁发过程一般为：用户首先产生自己的密钥对，并将公共密钥及部分个人身份信息传送给认证中心。认证中心在核实身份后，将执行一些必要的步骤，以确信请求确实由用户发送而来，然后，认证中心将发给用户一个数字证书，该证书内包含用户的个人信息和他的公钥信息，同时还附有认证中心的签名信息。用户就可以使用自己的数字证书进行相关的各种活动。数字证书各不相同。

**证书，私钥如何保护**

数字证书可以在网上公开，并不怕别人盗用和篡改。因为证书的盗用者在没有掌握相应的私钥的情况下，盗用别人的证书既不能完成加密通信，又不能实现数字签名，没有任何实际用处。而且，由于有CA对证书内容进行了数字签名，在网上公开的证书也不怕黑客篡改。我们说，更该得到保护的是储存在介质中的私钥。如果黑客同时盗走了证书和私钥，危险就会降临。

**RSA****加密算法简介**

1977年，三位数学家Rivest、Shamir 和 Adleman 设计了一种算法，可以实现非对称加密。这种算法用他们三个人的名字命名，叫做RSA算法。

RSA加密算法是一种非对称加密算法，所谓非对称，就是指该算法加密和解密使用不同的密钥，即使用加密密钥进行加密、解密密钥进行解密。加密密钥（即公开密钥）是公开信息，而解密密钥（即秘密密钥）是需要保密的。

怎么应用RSA来加密和解密信息呢？步骤如下：

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**公钥和私钥的生成**

举个简单的例子

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至此为止，我们有了公钥和私钥 ，就可以对原文开始加密和解密了，假设原文M=6， Alice和Bob要在网上进行加密通信：

**加密**

![20210615112838470.png][]

**解密**

![20210615112838526.png][]

**为什么RSA****可以保证密文不被破解？**

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**可是**，**对极大整数做因数分解的难度决定了****RSA****算法的可靠性。理论上，只要****n=pq****的长度足够长，用RSA****加密的信息实际上是不能被解破的。**

RSA涉及到数论基础[https://wmathor.com/index.php/archives/1143/][https_wmathor.com_index.php_archives_1143]

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