对称加密与非对称加密

对称加密

1976年之前网络传输都是使用对称加密。(优点:效率高 缺点:不安全)

原理:

我生成了一个密钥,并且加密了信息发给你,你用我生成的这个密钥去解密信息。双方使用的都是同一个密钥。

存在的问题:

我必须将密钥发给你,你才能解开我加密的信息。密钥在网络上是明文传播,很容易被截取。不安全。

解决方法:

1976年后两位美国计算机学家Whitfield Diffie 和 Martin Hellman,提出了一种崭新构思,可以在不直接传递密钥的情况下,完成解密。即--------非对称加密。

非对称加密

我生成一对密钥(A和B)A为公钥 B为私钥 (两个密钥不同)
你生成一对密钥(X和Y)X为公钥 Y为私钥 (两个密钥不同)

传输过程:

我在你这里下载你的公钥X,并用你的公钥加密信息,再传输给你。你用你的私钥Y解密信息。
接着,你在我这里下载我的公钥A,将接受信息成功的消息,用我的公钥A加密,并传输给我。我用我的私钥B,解密信息。并知道了我的信息成功发给了你。

请看下面例子:

首先,每个用户都有两把钥匙,一把公钥一把私钥。公钥是对外发布的,所有人都看的到所有人的公钥,私钥是自己保存,每个人都只知道自己的私钥而不知道别人的。用该用户的公钥加密后只能该用户的私钥才能解密。这种情况下,公钥是用来加密信息的,确保只有特定的人(用谁的公钥就是谁)才能解密该信息。下面我拿A银行和小明来举例子吧。假设这2者之间是用不对称的加密算法来保证信息传输的安全性(不被第三人知道信息的含义及篡改信息)。

大致流程如下:首先小明发了一条信息给A银行“我要存500元”。这条信息小明会根据A银行的对外发布的公钥把这条信息加密了,加密之后,变成“XXXXXXX”发给A银行。中间被第三者截获,由于没有A银行的私钥无法解密,不能知道信息的含义,也无法按正确的方式篡改。所以拿这条加密信息是没办法的。最后被A银行接受,A银行用自己的私钥去解密这条信息,解密成功,读取内容,执行操作。然后得知消息是小明发来的,便去拿小明的公钥,把“操作成功(或失败)”这条信息用小明的公钥加密,发给小明。同理最后小明用自己的私钥解开,得知知乎发来的信息内容。其他人截获因为没有小明的私钥所以也没有用。
还有第二种情况,公钥是用来解密信息的,确保让别人知道这条信息是真的由我发布的,是完整正确的。接收者由此可知这条信息确实来自于拥有私钥的某人,这被称作数字签名,公钥的形式就是数字证书。怎么理解呢?继续拿小明和银行A举例子。银行A发布了一个银行客户端的补丁供所有用户更新,那为了确保人家下载的是正确完整的客户端,银行A会为这个程序打上一个数字签名(就是用银行A的私钥对这个程序加密然后发布),你需要在你的电脑里装上银行A的数字证书(就是银行对外发布的公钥),然后下载好这个程序,数字证书会去解密这个程序的数字签名,解密成功,补丁得以使用。同时你能知道这个补丁确实是来自这个银行A,是由他发布的,而不是其他人发布的。

作者:郑一轩
链接:https://www.zhihu.com/question/33645891/answer/57512229
来源:知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

注意:公钥加密的信息只能由私钥才能解密。

具体算法

参考RSA算法原理(一)http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/06/rsa_algorithm_part_one.html
参考RSA算法原理(二)
http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/07/rsa_algorithm_part_two.html
RSA算法核心是欧拉定理/欧拉函数

存在的问题:

如果信息都用非对称加密传输,效率非常低。

解决方法:

将对称加密的密钥,通过非对称加密进行传输,最后用对称加密进行信息传输。
请看下面的例子:
(1) Alice需要在银行的网站做一笔交易,她的浏览器首先生成了一个随机数作为对称密钥。
(2) Alice的浏览器向银行的网站请求公钥。
(3) 银行将公钥发送给Alice。
(4) Alice的浏览器使用银行的公钥将自己的对称密钥加密。
(5) Alice的浏览器将加密后的对称密钥发送给银行。
(6) 银行使用私钥解密得到Alice浏览器的对称密钥。
(7) Alice与银行可以使用对称密钥来对沟通的内容进行加密与解密了。

总结

(1) 对称加密加密与解密使用的是同样的密钥,所以速度快,但由于需要将密钥在网络传输,所以安全性不高。
(2) 非对称加密使用了一对密钥,公钥与私钥,所以安全性高,但加密与解密速度慢。
(3) 解决的办法是将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密,然后发送出去,接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥,然后双方可以使用对称加密来进行沟通。

你可能感兴趣的