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非对称加密的原理及种类介绍

2018-11-13 15:23:17 区块链百科

原标题:非对称加密的原理及种类介绍

什么是非对称加密

非对称加密是一种保证区块链安全的基础技术。该技术含有两个密钥:公钥和私钥,首先,系统按照某种密钥生成算法,将输入经过计算得出私钥,然后,采用另一个算法根据私钥生成公钥,公钥的生成过程不可逆。由于在现有的计算能力条件下难以通过公钥来穷举出私钥(即计算上不可行),因此可以认为是数据是安全的,从而能够保证区块链的数据安全。

一个简单的例子理解非对称加密是什么:

北京的Bob发了一个快递到广州的Alice,途中经过了上海,上海快递中心出现了一个黑客H,他偷偷打开了Bob给Alice的快递,然后偷偷把里边的衣服剪烂,再按照原样包装好发往广州,可以看到对于这样简单包装的传输在中途是可以偷偷修改里边的东西。

HTTP的数据包是明文传输,也即是如果中途某个黑客嗅探到这个HTTP包,他可以偷偷修改里边包的内容,至于Bob跟Alice是互相不知道这个动作的,因此我们必须要有一个方案来防止这种不安全的篡改行为,有个方法就是加密!

Bob将衣服放到一个保险箱里边锁起来,他打了个电话告诉Alice保险箱开柜密码是1234,而黑客H不知道密码,所以他看不到保险箱里边的东西,Alice收到快递后用预先沟通好的密码就可以打开保险箱了。

这里保护的手段就是Bob对物品进行加密,同时给了告诉Alice解密的方法!

非对称加密原理是什么

那如果现在要求Bob的密码只能通过快递传给Alice呢?如果Bob直接传密码给Alice,H如果嗅探到这个快递,那H也知道密码了,这就无法保护快递的安全性了。因此还需要有个方案,让Bob能够告诉Alice密码的同时,H又无法查看到Bob跟Alice通信的数据。

非对称加密在这个时候就发挥作用了,来看看怎么回事:Bob拥有两把钥匙,一把叫做公钥,一把叫做私钥。公钥是公开让全社会都知道,没关系,Bob告诉所有人,你们要传递数据给我的时候请先用这个密钥(公钥)去加密一下你们的数据,加密后的数据只能通过Bob私自藏着的私钥才能解密。

回到刚刚例子,Bob先发给保险柜(Bob公钥)给Alice,接着Alice把自己的保险柜(Alice公钥)放到Bob的保险柜(即使用Bob的公钥加密Alice的公钥)里边发还给Bob,接着Bob拿到Alice的数据包后,用自己的私钥解开了外层保险柜(Bob的公钥),拿到了里边Alice保险柜(Alice的公钥)。此时Alice跟Bob都有了各自的公钥(并且都有他们自己的私钥),接着只要保证每次互相传递数据的时候,把数据放在对方的保险柜里边即可(即每次都用对方的公钥加密数据),这样无论如何,H都无法解开保险柜(因为只有各自的私钥才能解开各自的保险柜)。

 

非对称加密原理

非对称加密算法需要两个密钥来进行加密和解密,这两个秘钥是公开密钥(简称公钥)和私有密钥(简称私钥),即常说的“公钥加密,私钥加密”或“私钥加密,公钥加密”。私钥只能由一方安全保管,不能外泄,而公钥则可以发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密,而解密则需要另一个密钥。

比如,你向银行请求公钥,银行将公钥发给你,你使用公钥对消息加密,那么只有私钥的持有人--银行才能对你的消息解密。与对称加密不同的是,银行不需要将私钥通过网络发送出去,因此安全性大大提高。

优点:安全性更高,公钥是公开的,秘钥是自己保存的,不需要将私钥给别人。

缺点:加密和解密花费时间长、速度慢,只适合对少量数据进行加密。

 

非对称加密算法有哪些

 

几种常见的非对称性加密算法:RSA,DSA,ECC

RSA:由 RSA 公司发明,是一个支持变长密钥的公共密钥算法,需要加密的文件块的长度也是可变的;

DSA(Digital Signature Algorithm):数字签名算法,是一种标准的 DSS(数字签名标准);

ECC(Elliptic Curve Cryptography):一种更加高效的公钥密码系统,即椭圆曲线密码系统,在达到相同安全程度的前提下, ECC 所使用的密钥长度小于 RSA 的密钥长度,且 ECC 的计算过程更简单。

RSA和DSA的安全性及其它各方面性能都差不多,而ECC较之则有着很多的性能优越,包括处理速度,带宽要求,存储空间等等。

 

RSA,DSA,ECC性能方面的比较:

1.安全性:RSA和DSA差不多,而ECC系列好一些。

2.性能:RSA和DSA差不多,ECC系列有更好的性能。,包括处理速度,带宽要求,存储空间等等。

3.需要注意点:

  • RSA建议采用1024位的数字。
  • DSA只能用于数字签名,不能用于加解密,比RSA要快很多。
  • ECC建议采用160位。

 

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