计算机网络安全：公钥算法

如果密码体制的Ke≠Kd ，即用作加密的密钥不同于用作解密的密钥，而且解密密钥不能根据加密密钥计算出来（至少在合理假定的长时间内），我们称之为公钥算法（Asymmetric Encryption Algorithms）。公钥算法也叫非对称算法，之所以叫作公开密钥算法，是因为加密密钥能够公开，即陌生者能用加密密钥加密信息，但只有相应的解密密钥才能解密信息。在这些系统中，加密密钥叫作公开密钥（Public Key，公钥），解密密钥叫作私人密钥（Private Key，私钥）。私人密钥有时也叫秘密密钥，为了避免与对称密钥密码算法混淆，此处不用秘密密钥这个名字。公钥算法的通常密钥长度是512～2048bit（和对称加密算法的密钥长度不可比较），常用的非对称加密算法有RSA、EIGamal、ellipticcurves。用公开密钥Ke加密表示为：

E（M，Ke）=C

用相应私人密钥Kd解密可表示为：

D（C，Kd）=M

有时消息用私人密钥加密而用公开密钥解密，这用于数字签名。(www.xing528.com)

加密算法的特性如下：

（1）相对于对称加密算法，速度比较慢。

（2）基于硬件计算，密钥管理简单。

（3）通常用作少量数据的加密（如数字签名、对称加密算法的密钥交换）。1976年Diffie和Hellman两人共同提出了公钥密码加密的概念，从此人们在安全通信领域走向了新的纪元。通信的各方都公开自己的一个密钥，保留另一个私钥。公开的密钥可以用来加密通信的内容，只有相应的私钥才可解开被加密的内容，问题就此简化了。由于加密钥匙是公开的，密钥的分配和管理就很简单，比如对于具有n个用户的网络，仅需要2n个密钥。公开密钥加密系统还能够很容易地实现数字签名，因此，最适合于电子商务应用需要。在实际应用中，公开密钥加密系统并没有完全取代对称密钥加密系统，这是因为公开密钥加密系统是基于尖端的数学难题，计算非常复杂，它的安全性更高，但它实现速度却远赶不上对称密钥加密系统。在实际应用中可利用两者的各自优点，采用对称加密系统加密文件，采用公开密钥加密系统加密“加密文件”的密钥（会话密钥），这就是混合加密系统，它较好地解决了运算速度问题和密钥分配管理问题。因此，公钥密码体制通常被用来加密关键性的、核心的机密数据，而对称密码体制通常被用来加密大量的数据。自公钥加密问世以来，学者们提出了许多种公钥加密方法，它们的安全性都是基于复杂的数学难题。根据所基于的数学难题来分类，有以下3类系统目前被认为是安全和有效的：大整数因子分解系统（代表性的有RSA）、椭圆曲线离散对数系统（ECC）和离散对数系统（代表性的有DSA）。