浅谈密码学

在电子商务中有着广泛的应用,下面结合大学所学的知识浅谈一下密码学~

主要内容有:对称密钥系统,非对称密钥系统,数字信封,确保信息完整性hash散列,数字签名,数字证书等

1,对称密钥系统加密和解密用同一个密钥,密钥长度较短,传输熟读较快,常常用于在建立连接后的内容加密

      如下图所示;典型的算法,DES(核心思想是替换加密和转换加密),三重DES


2,非对称密钥系统,也称为公钥加密,它使用一对密钥,包括一个公钥( Public Key )和一个私钥( Private Key )。

     主要作用是认证,典型有算法RSA,背包算法,如下图所示


两者常常一起使用,下面是应用的案例


发送者公开密钥进行加密,接收者用私钥进行解密,问题是这个私钥怎么传输?


接收者用私钥进行加密,所有人都知道的公钥,安全问题?


这个图片解决以上两个问题,首先用发送者的私钥进行加密,这时所有人的公钥都可以解开,然后在用接收者的公钥进行加密,确保了只有接收者可以解开

公钥算法相对兑成算法速度较慢,无法用于加密和解密大量数据,在实际应用中常常是两者同时使用

下面来介绍可以几个相关概念:

数字信封:(digitalenvelope),用公钥建立和发送一个对称密钥个给接收人,然后用这个密钥进行信息的加密和解密

通俗点将就是:通过非对称加密,获取对称加密的密钥,如下图所示:


下面来思考一个问题,当我们可以确保信息不会外泄时,我们怎么样保证所发信息的完整性?

散列值(也成哈希值),当不用个输入时,可以确保有不同的输出,通过输出值可以保证输入的唯一性

散列是一个单向的函数,即使信息有细微的变化,所输出的散列值也不同

确保信息完整的有效加密方法就是通过散列值,这点已经广泛应用,比如我们平时用的迅雷,电驴,甚至有时候在下载大型软件时,旁边会附有他的散列值

原理如下

1.将信息和信息的散列值一同发给收件人

2.收件人收到信息,通过相同的散列算法,计算出另一个散列值

3将两个散列值进行比较,如果相同,则说明在传输过程中未出现丢失,信息是完整的

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到目前为止,我们已经解决了两个问题,即传输中信息泄露(安全性)和接收后保证信息的完整性,当我们接收到一个数据后又是怎样确定是发送者发送的呢?下面我们来讨论这个问题

现在最关心的是发送者的身份?现实生活中我们可以使用笔迹鉴定,按手印等,如甲在写完文章后,既按了一个手印,当乙(甚至是所有人)看到这个手印后,既可以确定是甲按的,这个手印具有唯一性,在网络传输中我们可以将内容和这个手印一起传给接收者,当接收者看到这手印后,即认定他就是甲,

这个手印就是就是下面要讲的数据签名

数据签名:基本原理

1.对发送者者内容进行散列



 获取发送内容的哈希值,确保完整性

2,对这个散列值进行加密(用发送者的私钥)记住一个原则,私钥加密,公钥解密不安全,但是可以用于身份验证


3.将数字签名(用发送者私钥加密的发送内容的哈希值),附加在发送的内容中生成一个明文A,一起进行发送



 4.对明文A,用接收者的公钥进行加密生成密文B,进行发送

 5.接受者在收到密文B后,用自己的私钥进行解密,还原成明文A


6.接受者从还原的明文A中,抽取中签名,然后对签名用发送者的公钥进行解密得到一个散列值F,如果能得到说明,信息就是发送者发来的,因为发送者的私钥只有发送者的公钥能解开,至此验证了身份,对接收的明文A中内容进行哈希散列,获取哈希D ,如果D和F一致,说明发送的是完整,

下面我们来讨论一个更深层次的问题:在确定了发送方的身份后,我们怎么确定接收方的身份,你必须知道某人的公钥才向他发送信息,公钥来自何处,如何确定公钥持有者的身份?

带着这个问题,我们来探究下一个话题:数字证书

数字证书有认证中心发行,用来正式公钥和私钥持有人真实身份,个人可以像CA(认证中心)申请数字证书,这个过程称为公钥认证,证书中心用自己 的私钥对申请人公钥和一些基本信息进行加密,寄给申请方,

当有人像申请人发送信息时,他们首先要求接收人,寄过来签名证书,然后发送人使用CA公钥给证书解密,发送人对接收人的身份得意确认,这样最后只需要与认证方打交道即可 

例子自己看看吧,我就不分析了


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