公钥密码体制的基本介绍

1976年，Diffie和Hellman在《密码学的新方向》^一文中提出了公钥密码的思想，开创了公钥密码学的新纪元。公钥密码提出后，立刻受到了人们的普遍关注。从1976年以来，各国学者已经提出了大量公钥密码体制的实现算法。这些算法的安全性都是基于复杂的数学难题。对于某种数学难题，如果利用通用的算法计算出密钥的时间越长，那么基于这一数学难题的公钥密码体制就被认为越安全。根据所基于的数学难题来分类，公钥密码体制可以分为以下3类：

1）基于大整数分解问题（IFP）的公钥密码体制，如RSA体制和Rabin体制。

2）基于有限域上离散对数问题（DLP）的公钥密码体制，其中主要包括ElGamal类加密体制和签名方案、Diffie-Hellman密钥交换方案、Schnorr签名方案和Nyberg-Ruppel签名方案等。

3）基于椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的公钥密码体制，其中主要包括椭圆曲线型的Diffie-Hellman密钥交换方案、椭圆曲线型的MQV密钥交换方案和椭圆曲线型的数字签名算法。

利用公钥密码体制，通信双方事先无须交换密钥就可以进行保密通信。公钥密码体制可以提供以下功能。

1）机密性（Confidentiality）：通过数据加密来保证非授权人员不能获取机密信息。(www.xing528.com)

2）认证（Authentication）：通过数字签名来验证对方的真实身份。

3）数据完整性（Data Integrity）：通过数字签名来保证信息内容不被篡改或替换。

4）不可抵赖性（Nonrepudiation）：通过数字签名，使发送者不能事后否认他发送过消息，消息的接受者可以向第三方证实发送者确实发出了消息。

公钥密码体制采用的加密密钥（公开钥）和解密密钥（秘密钥）是不同的。由于加密密钥是公开的，密钥的分配和管理就很简单，而且能够很容易地实现数字签名，因此能够满足电子商务应用的需要。在实际应用中，公钥密码体制并没有完全取代对称密码体制，这是因为公钥密码体制是基于某种数学难题，计算非常复杂，它的运行速度远比不上对称密码体制。因此，在实际应用中可以利用二者各自的优点，采用对称密码体制加密文件，而采用公钥密码体制加密“加密文件”的密钥，这就是混合加密体制。混合加密体制较好地解决了运算速度和密钥分配管理的问题。