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數(shù)據(jù)加密基本概念及常見技術(shù)( 五 )

云知道


目前國(guó)際上已經(jīng)有許多種公鑰密碼體制，但比較流行的和被人們認(rèn)可的公鑰密碼主要有兩類，一類是基于大整數(shù)因子分解問題的，其中最典用的代表是RSA公鑰密碼體制:另--類是基于離散對(duì)數(shù)問題的，比如E lGamal公鑰密碼體制和橢圓曲線公鑰密碼體制 。由于分解大整數(shù)的能力日益增強(qiáng)，所以對(duì)RSA公鑰密碼的安全帶來了一定的威脅，512比特模長(zhǎng)的RSA體制已經(jīng)不安全 。人們建議使用l024比特模長(zhǎng)，要保證20年的安全就要選擇1280比特模長(zhǎng)，增大模長(zhǎng)帶來了實(shí)現(xiàn)上的難度 。而基于離散對(duì)數(shù)問題的公鑰密碼在目前技術(shù)下有512比特模長(zhǎng);就能夠保證其安全性 。特別是橢圓曲線上的離散對(duì)數(shù)的計(jì)算要比有限域上的離散對(duì)數(shù)的計(jì)算更困難，能設(shè)計(jì)出密鑰更短的公鑰密碼體制，因而受到了國(guó)際上廣泛的關(guān)注，RSA等一些公司已經(jīng)開發(fā)出了符合IEEEP l363標(biāo)準(zhǔn)的橢圓曲線公鑰密碼 。
RSA算法的安全性是基于分解大整數(shù)的困難性 。在RSA體制中使用了這樣一條基本事實(shí):一般地說，分解兩個(gè)大素?cái)?shù)之積是一利很困難的事情 。
下面是A使用一個(gè)公鑰密碼體制發(fā)送信息給B的過程：
(1)A首先獲得B的公鑰 。
(2)A用B的公鑰加密信息，然后發(fā)送給B 。
(3)B用自己的私鑰解密A發(fā)送的信息 。
已經(jīng)制造出了許多不同的RSA加密芯片 。RSA算法在美國(guó)已申請(qǐng)了專利，將于2000年9月20日到期 。破譯RSA的一個(gè)直接的方法是分解n，目前的分解能力大概為130位十進(jìn)制數(shù)，但512比特(l54位十進(jìn)制數(shù))模長(zhǎng)的RSA體制安全性已經(jīng)受到一定的威脅，人們建議使時(shí)l024比特(308位十進(jìn)制數(shù))模長(zhǎng) 。關(guān)于RSA體制，也有一些別的分析方法，比如選擇密文攻擊、同模攻擊和低指數(shù)攻擊等 。這些攻擊告誡人們?cè)谶x擇RSA體制的參數(shù)和使用RSA體制時(shí)必須遵循一定的規(guī)則 。
除了RSA外，還有一些別的公鑰加密算法，比如E lGamal算法、Rabin算法、McEliece算法、Merkie一Hellman背包算法、Chor一Rivest背包算法、有限自動(dòng)機(jī)公鑰算法、橢圓曲線的密碼算法、細(xì)胞自動(dòng)機(jī)公鑰密碼算法、LU公鑰密碼算法、多重密鑰的公鑰密碼算法和概率加密算法等 。
二、信息認(rèn)證技術(shù)
信息的認(rèn)證性是信息安全性的另一個(gè)重要方面 。認(rèn)證的目的有兩個(gè):一是驗(yàn)證信息的發(fā)送者是真正的，而不是冒充的:二是驗(yàn)證信息的完整性.即驗(yàn)證信息在傳送或存儲(chǔ)過料中是否被竄改，重放或延遲等 。
對(duì)密碼系統(tǒng)的攻擊主要有兩類:一類是被動(dòng)攻擊，對(duì)手只是對(duì)截獲的密文進(jìn)行分析:另一類是主動(dòng)攻擊，對(duì)于通過采用刪除、增添、重放和偽造等手段主動(dòng)向系統(tǒng)注入假消息 。認(rèn)證是防止他人對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)攻擊(如偽造，竄改信息等)的一種重要技術(shù) 。
1. 數(shù)字簽名技術(shù)
政治、軍事、外交等活動(dòng)中簽署文件，商業(yè)上簽定契約和合同以及日常生活中在書信、從銀行取款等事務(wù)中的簽字，傳統(tǒng)上都采用手寫簽名或印鑒 。簽名起到認(rèn)證、核準(zhǔn)和生效作用 。隨著信息時(shí)代的來臨，人們希望通過數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的貿(mào)易合同的簽名，數(shù)字簽名應(yīng)運(yùn)而生，并開始時(shí)了商業(yè)通信系統(tǒng)，如電子郵遞、電子轉(zhuǎn)帳、辦公室自動(dòng)化等系統(tǒng)中 。
一個(gè)數(shù)字簽名算法主要由兩個(gè)算法組成，即簽名算法和驗(yàn)證算法 。簽名者能使用一個(gè)(秘密)簽名算法簽一個(gè)消息，所得的簽名能通過一個(gè)公開的驗(yàn)證算法來驗(yàn)證 。給定一個(gè)簽名，驗(yàn)證算法根據(jù)簽名是否真實(shí)來作出一個(gè)"真"或"假"的問答 。
目前已有大量的數(shù)字簽名算法，如RSA數(shù)字簽名算法、EIGamal數(shù)字簽名算法、Fiat一Shamir數(shù)字簽名算法、Guillou一Quisquarter數(shù)字簽名算法、Schnorr數(shù)字簽名算法、0ng一Schnorr一Shamir數(shù)字簽名算法、美國(guó)的數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)/算法(D S S/D S A)、橢圓曲線數(shù)字簽名算法和有限自動(dòng)機(jī)數(shù)字簽名算法等 。

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