加密与安全——非对称加密算法

从DH算法我们可以看到，公钥-私钥组成的密钥对是非常有用的加密方式，因为公钥是可以公开的，而私钥是完全保密的，由此奠定了非对称加密的基础。

非对称加密就是加密和解密使用的不是相同的密钥：只有同一个公钥-私钥对才能正常加解密。

因此，如果小明要加密一个文件发送给小红，他应该首先向小红索取她的公钥，然后，他用小红的公钥加密，把加密文件发送给小红，此文件只能由小红的私钥解开，因为小红的私钥在她自己手里，所以，除了小红，没有任何人能解开此文件。

非对称加密的典型算法就是RSA算法，它是由Ron Rivest，Adi Shamir，Leonard Adleman这三个哥们一起发明的，所以用他们仨的姓的首字母缩写表示。

非对称加密相比对称加密的显著优点在于，对称加密需要协商密钥，而非对称加密可以安全地公开各自的公钥，在N个人之间通信的时候：使用非对称加密只需要N个密钥对，每个人只管理自己的密钥对。而使用对称加密需要则需要N*(N-1)/2个密钥，因此每个人需要管理N-1个密钥，密钥管理难度大，而且非常容易泄漏。

既然非对称加密这么好，那我们抛弃对称加密，完全使用非对称加密行不行？也不行。因为非对称加密的缺点就是运算速度非常慢，比对称加密要慢很多。

所以，在实际应用的时候，非对称加密总是和对称加密一起使用。假设小明需要给小红需要传输加密文件，他俩首先交换了各自的公钥，然后：

小明生成一个随机的AES口令，然后用小红的公钥通过RSA加密这个口令，并发给小红；
小红用自己的RSA私钥解密得到AES口令；
双方使用这个共享的AES口令用AES加密通信。

可见非对称加密实际上应用在第一步，即加密“AES口令”。这也是我们在浏览器中常用的HTTPS协议的做法，即浏览器和服务器先通过RSA交换AES口令，接下来双方通信实际上采用的是速度较快的AES对称加密，而不是缓慢的RSA非对称加密。

Java标准库提供了RSA算法的实现，示例代码如下：

import java.math.BigInteger;
import java.security.*;
import javax.crypto.Cipher;public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {// 明文:byte[] plain = "Hello, encrypt use RSA".getBytes("UTF-8");// 创建公钥／私钥对:Person alice = new Person("Alice");// 用Alice的公钥加密:byte[] pk = alice.getPublicKey();System.out.println(String.format("public key: %x", new BigInteger(1, pk)));byte[] encrypted = alice.encrypt(plain);System.out.println(String.format("encrypted: %x", new BigInteger(1, encrypted)));// 用Alice的私钥解密:byte[] sk = alice.getPrivateKey();System.out.println(String.format("private key: %x", new BigInteger(1, sk)));byte[] decrypted = alice.decrypt(encrypted);System.out.println(new String(decrypted, "UTF-8"));}
}class Person {String name;// 私钥:PrivateKey sk;// 公钥:PublicKey pk;public Person(String name) throws GeneralSecurityException {this.name = name;// 生成公钥／私钥对:KeyPairGenerator kpGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");kpGen.initialize(1024);KeyPair kp = kpGen.generateKeyPair();this.sk = kp.getPrivate();this.pk = kp.getPublic();}// 把私钥导出为字节public byte[] getPrivateKey() {return this.sk.getEncoded();}// 把公钥导出为字节public byte[] getPublicKey() {return this.pk.getEncoded();}// 用公钥加密:public byte[] encrypt(byte[] message) throws GeneralSecurityException {Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, this.pk);return cipher.doFinal(message);}// 用私钥解密:public byte[] decrypt(byte[] input) throws GeneralSecurityException {Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, this.sk);return cipher.doFinal(input);}
}

RSA的公钥和私钥都可以通过getEncoded()方法获得以byte[]表示的二进制数据，并根据需要保存到文件中。要从byte[]数组恢复公钥或私钥，可以这么写：

byte[] pkData = ...
byte[] skData = ...
KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("RSA");
// 恢复公钥:
X509EncodedKeySpec pkSpec = new X509EncodedKeySpec(pkData);
PublicKey pk = kf.generatePublic(pkSpec);
// 恢复私钥:
PKCS8EncodedKeySpec skSpec = new PKCS8EncodedKeySpec(skData);
PrivateKey sk = kf.generatePrivate(skSpec);

以RSA算法为例，它的密钥有256/512/1024/2048/4096等不同的长度。长度越长，密码强度越大，当然计算速度也越慢。

如果修改待加密的byte[]数据的大小，可以发现，使用512bit的RSA加密时，明文长度不能超过53字节，使用1024bit的RSA加密时，明文长度不能超过117字节，这也是为什么使用RSA的时候，总是配合AES一起使用，即用AES加密任意长度的明文，用RSA加密AES口令。

此外，只使用非对称加密算法不能防止中间人攻击。

小结

非对称加密就是加密和解密使用的不是相同的密钥，只有同一个公钥-私钥对才能正常加解密；

只使用非对称加密算法不能防止中间人攻击。

加密与安全——非对称加密算法相关推荐

Java进阶(七)Java加密技术之非对称加密算法RSA
Java加密技术(四)--非对称加密算法RSA 非对称加密算法--RSA 基本概念非对称加密算法是一种密钥的保密方法. 非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(publickey)和私有密钥(priv ...
RSA - 非对称加密算法简要介绍与JAVA实现
[1]RSA简介 RSA公钥加密算法是1977年由罗纳德·李维斯特(Ron Rivest).阿迪·萨莫尔(Adi Shamir)和伦纳德·阿德曼(Leonard Adleman)一起提出的.1987年 ...
【安全加密技术】非对称加密
转载请注明出处:http://blog.csdn.net/sk719887916/article/details/46810595 看过上篇网络互联基系列基础的朋友,对安全产生的原因以及策略度有所了解 ...
快速了解常用的非对称加密算法，再也不用担心面试官的刨根问底
面试官:说一说你常用的加密算法有哪些? 加密算法通常被分为两种:对称加密算法和非对称加密算法.其中,对称加密算法在加密和解密时使用的密钥相同:非对称加密算法在加密和解密时使用的密钥不同,分为公钥和私钥 ...
Python代码实现MD5、AES对称加密和RSA非对称加密以及OpenSSl实践
1.MD5加密算法 1.1 MD5加密的特点不可逆运算对不同的数据加密的结果是定长的32位和16位字符(不管文件多大都一样) 对相同的数据加密,得到的结果是一样的(也就是复制). 抗修改性 :信息 ...
数字签名、数字证书、对称加密算法、非对称加密算法、单向加密（散列算法）...
2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 数字签名是什么? 1. 鲍勃有两把钥匙,一把是公钥,另一把是私钥. 2. 鲍勃把公钥送给他的朋友们----帕蒂.道格.苏珊-- ...
Java 加密解密对称加密算法非对称加密算法 MD5 BASE64 AES RSA
[最简单的加密] 1.简单的概念明文:加密前的信息密文:机密后的信息算法:加密或解密的算法密钥:算法使用的钥匙(读作miyao,正确应该是miyue,但是大家都读miyao) 2.简单的例子 ...
数字签名、数字证书、对称加密算法、非对称加密算法、单向加密（散列算法）
数字签名是什么? 1. 鲍勃有两把钥匙,一把是公钥,另一把是私钥. 2. 鲍勃把公钥送给他的朋友们--帕蒂.道格.苏珊--每人一把. 3. 苏珊给鲍勃写信,写完后用鲍勃的公钥加密,达到保密的效果. 4 ...
python能解密java的_实现Java加密，Python解密的RSA非对称加密算法功能
摘要因为最近业务需要使用到openssl的rsa非对称加密算法,研究了下它的使用方式,但是特殊在于前端分IOS和android两端,所以前端部门要求使用java给他们做一个加密工具包,但是因为服务端 ...

加密与安全——非对称加密算法

小结

加密与安全——非对称加密算法相关推荐

最新文章

热门文章