RSA

RSA

計算機學術語
加密是網絡傳輸中非常重要的一環,它保證了信息的安全性,讓他人無法通過抓包來獲取通訊的信息也無法通過僞造信息而實現對系統的入侵。[1]RSA是被研究得最廣泛的公鑰算法,從提出到現在已近二十年,經曆了各種攻擊的考驗,逐漸為人們接受,普遍認為是目前最優秀的公鑰方案之一。RSA的安全性依賴于大數的因子分解,但并沒有從理論上證明破譯RSA的難度與大數分解難度等價。[2]
  • 中文名:
  • 外文名:RSA algorithm
  • 别名:
  • 表達式:
  • 提出者:Ron Rivest、Adi Shamir、Leonard Adleman
  • 适用領域:計算機、網絡安全
  • 全名:RSA加密算法
  • 應用學科:密碼學、計算機學

概述

即RSA的重大缺陷是無法從理論上把握它的保密性能如何,而且密碼學界多數人士傾向于因子分解不是NPC問題。RSA的缺點主要有:A)産生密鑰很麻煩,受到素數産生技術的限制,因而難以做到一次一密。B)分組長度太大,為保證安全性,n至少也要600bits以上,使運算代價很高,尤其是速度較慢,較對稱密碼算法慢幾個數量級;且随着大數分解技術的發展,這個長度還在增加,不利于數據格式的标準化。目前,SET(SecureElectronicTransaction)協議中要求CA采用2048比特長的密鑰,其他實體使用1024比特的密鑰。

這種算法1978年就出現了,它是第一個既能用于數據加密也能用于數字簽名的算法。它易于理解和操作,也很流行。算法的名字以發明者的名字命名:RonRivest,AdiShamir和LeonardAdleman。但RSA的安全性一直未能得到理論上的證明。

RSA的安全性依賴于大數分解。公鑰和私鑰都是兩個大素數(大于100個十進制位)的函數。據猜測,從一個密鑰和密文推斷出明文的難度等同于分解兩個大素數的積。

密鑰對的産生。選擇兩個大素數,p和q。計算:n=p*q然後随機選擇加密密鑰e,要求e和(p-1)*(q-1)互質。最後,利用Euclid算法計算解密密鑰d,滿足e*d=1(mod(p-1)*(q-1))其中n和d也要互質。數e和n是公鑰,d是私鑰。兩個素數p和q不再需要,應該丢棄,不要讓任何人知道。

加密信息m(二進制表示)時,首先把m分成等長數據塊m1,m2,...,mi,塊長s,其中2^s<=n,s盡可能的大。對應的密文是:ci=mi^e(modn)(a)。

解密時作如下計算:

mi=ci^d(modn)(b)RSA可用于數字簽名,方案是用(a)式簽名,(b)式驗證。具體操作時考慮到安全性和m信息量較大等因素,一般是先作HASH運算。

安全性

RSA的安全性依賴于大數分解,但是否等同于大數分解一直未能得到理論上的證明,因為沒有證明破解RSA就一定需要作大數分解。假設存在一種無須分解大數的算法,那它肯定可以修改成為大數分解算法。目前,RSA的一些變種算法已被證明等價于大數分解。不管怎樣,分解n是最顯然的攻擊方法。現在,人們已能分解140多個十進制位的大素數。因此,模數n必須選大一些,因具體适用情況而定。

速度

由于進行的都是大數計算,使得RSA最快的情況也比DES慢上100倍,無論是軟件還是硬件實現。速度一直是RSA的缺陷。一般來說隻用于少量數據加密。

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