秘钥、公钥匙、认证之间的关系 DES、RSA、AES 数据加密传输

对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密（encryption）与解密（decryption）用的是同样的密钥（secret key）。对称加密有很多种算法，由于它效率很高，所以被广泛使用在很多加密协议的核心当中。

对称加密通常使用的是相对较小的密钥，一般小于256 bit。因为密钥越大，加密越强，但加密与解密的过程越慢。如果你只用1 bit来做这个密钥，那黑客们可以先试着用0来解密，不行的话就再用1解；但如果你的密钥有1 MB大，黑客们可能永远也无法破解，但加密和解密的过程要花费很长的时间。密钥的大小既要照顾到安全性，也要照顾到效率，是一个trade-off。

对称加密的一大缺点是密钥的管理与分配，换句话说，如何把密钥发送到需要解密你的消息的人的手里是一个问题。在发送密钥的过程中，密钥有很大的风险会被黑客们拦截。现实中通常的做法是将对称加密的密钥进行非对称加密，然后传送给需要它的人。

常用的有：DES、AES

非对称加密为数据的加密与解密提供了一个非常安全的方法，它使用了一对密钥，公钥（public key）和私钥（private key）。私钥只能由一方安全保管，不能外泄，而公钥则可以发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密，而解密则需要另一个密钥。比如，你向银行请求公钥，银行将公钥发给你，你使用公钥对消息加密，那么只有私钥的持有人--银行才能对你的消息解密。与对称加密不同的是，银行不需要将私钥通过网络发送出去，因此安全性大大提高。

常用的有：RSA

（1） 对称加密加密与解密使用的是同样的密钥，所以速度快，但由于需要将密钥在网络传输，所以安全性不高。

（2） 非对称加密使用了一对密钥，公钥与私钥，所以安全性高，但加密与解密速度慢。

（3） 解决的办法是将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密，然后发送出去，接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥，然后双方可以使用对称加密来进行沟通。

在现代密码体制中加密和解密是采用不同的密钥（公开密钥），也就是非对称密钥密码系统，每个通信方均需要两个密钥，即公钥和私钥，这两把密钥可以互为加解密。公钥是公开的，不需要保密，而私钥是由个人自己持有，并且必须妥善保管和注意保密。

公钥私钥的原则：

非对称密钥密码的主要应用就是公钥加密和公钥认证，而公钥加密的过程和公钥认证的过程是不一样的，下面我就详细讲解一下两者的区别。

比如有两个用户Alice和Bob，Alice想把一段明文通过双钥加密的技术发送给Bob，Bob有一对公钥和私钥，那么加密解密的过程如下：

上面的过程可以用下图表示，Alice使用Bob的公钥进行加密，Bob用自己的私钥进行解密。

身份认证和加密就不同了，主要用户鉴别用户的真伪。这里我们只要能够鉴别一个用户的私钥是正确的，就可以鉴别这个用户的真伪。

还是Alice和Bob这两个用户，Alice想让Bob知道自己是真实的Alice，而不是假冒的，因此Alice只要使用公钥密码学对文件签名发送 给Bob，Bob使用Alice的公钥对文件进行解密，如果可以解密成功，则证明Alice的私钥是正确的，因而就完成了对Alice的身份鉴别。整个身 份认证的过程如下：

上面的过程可以用下图表示，Alice使用自己的私钥加密，Bob用Alice的公钥进行解密。

DES是Data Encryption Standard（数据加密标准）的缩写，DES算法为密码体制中的对称密码体制。它是由IBM公司研制的一种加密算法，美国国家标准局于1977年公布把它作为非机要部门使用的数据加密标准，二十年来，它一直活跃在国际保密通信的舞台上，扮演了十分重要的角色。
DES是一个分组加密算法，他以64位为分组对数据加密。同时DES也是一个对称算法：加密和解密用的是同一个算法。它的密匙长度是56位（因为每个第8位都用作奇偶校验），密匙可以是任意的56位的数，而且可以任意时候改变。其中有极少量的数被认为是弱密匙，但是很容易避开他们。所以保密性依赖于密钥。
特点：分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。 DES算法具有极高安全性，到目前为止，除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外，还没有发现更有效的办法。而56位长的密钥的穷举空间为256，这意味着如果一台计算机的速度是每一秒种检测一百万个密钥，则它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间。

DES现在已经不视为一种安全的加密算法，因为它使用的56位秘钥过短，以现代计算能力，24小时内即可能被破解。也有一些分析报告提出了该算法的理论上的弱点，虽然实际情况未必出现。该标准在最近已经被 高级加密标准 （AES）所取代。

高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的 DES ，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

AES的区块长度固定为128 位元 ，密钥长度则可以是128，192或256位元。

RSA加密算法是一种 非对称加密算法 。在 公钥加密标准 和 电子商业 中RSA被广泛使用。RSA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。当时他们三人都在 麻省理工学院 工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。

RSA算法利用两个很大的质数相乘所产生的乘积来加密。这两个质数无论哪一个先与原文件编码相乘，对文件加密，均可由另一个质数再相乘来解密。但要用一个 质数来求出另一个质数，则是十分困难的。因此将这一对质数称为密钥对(Key Pair)。在加密应用时，某个用户总是将一个密钥公开，让需发信的人员将信息用其公共密钥加密后发给该用户，而一旦信息加密后，只有用该用户一个人知道 的私用密钥才能解密。具有数字凭证身份的人员的公共密钥可在网上查到，亦可在请对方发信息时主动将公共密钥传给对方，这样保证在Internet上传输信 息的保密和安全。

开发中：

客户端发送的敏感数据时需要加密处理，客户端数据采用公钥加密，服务器用对应的秘钥解密，客户端保存公钥，服务器保存秘钥

服务器发送的数据也要加密时，服务器端数据采用秘钥加密，客户端数据用对应的公钥加密，客户端保存公钥，服务器保存秘钥

服务器要认证客户端时，客户端数据采用秘钥加密，服务器用对应的公钥解密，客户端保留秘钥，服务器保留公钥

常用加解密方案：

如果想要更加安全一点，可以在仿照微信的通信，每次都在传输数据上加上一个32为随机数和并将数据按照一定的规则生成一个校验sign

方法一， 有的时候经常需要登录ssh，每次都需要输入密码，会比较繁琐。所以设置了一下使用RSA公钥认证的方式登录Linux。 首先需要在服务器端设置/etc/ssh/sshd_config # vim /etc/ssh/sshd_config 修改如下两行为yes。其实大多数情况下不用修改，默认就是yes。 RSAAuthentication yes PubkeyAuthentication yes (1) 如果客户机和服务器都是Linux机器，那么我们使用下面的方法：(后面第2节会提到怎么在Windows下使用Putty生成密钥对) 我们需要在客户端生成RSA密钥对。使用ssh-keygen命令： # ssh-keygen -t rsa 参数t的意思是type，后面跟着加密类型，这里我们是rsa。 然后会提示你输入密钥保存完成文件名，这里我们需要使用默认的id_rsa，之后才能正常才能登录。如果你生成的密钥作为其他用处，那么可以命名为其他名称： Generating public/private rsa key pair Enter file in which to save the key (/home/cake/ssh/id_rsa): 之后会提示你输入一个passphrase，我们这里可以留空，这样我们登录的时候就不许输入密码。 Enter passphrase (empty for no passphrase): Enter same passphrase again: 然后会提示你密钥生成成功。这是你的私钥保存为~/ssh/id_rsa，你的公钥是~/ssh/id_rsapub 我们现在需要做的是，把id_rsapub的内容，添加的服务器端的~/ssh/autherized_keys文件最后。 你可以把这个文件上传到服务器端，然后使用命令： # cat id_rsapub >> ~/ssh/autherized_keys 到这里就完成了。 (2) 在Windows下使用Putty生成密钥对： Putty的安装目录下有个puttygenexe程序，我们运行这个程序。 之后点击Generate，开始生成密钥对。我们需要根据提示，在指定方框内随机滑动鼠标。这是为了根据鼠标轨迹，产生一些随机数据。 之后生成结束，我们点击Save Private Key将私钥存放在某个目录中。然后赋值最上面文本框中的全部内容，粘贴到Linux服务器端的autherized_key的最后。 我们现在可以关闭这个小程序。 现在打开Putty，在左边的选项中，选择Conneciton–SSH–Auth，在Private key file for authentication中，选择刚才保存的私钥路径就可以了。 到此位置，Putty也可以不用密码登录了。 方法二 使用Linux主机生成的密匙 1、生成密匙 [root@ ssh]#ssh-keygen -t rsa Generating public/private rsa key pair Enter file in which to save the key (/root/ssh/id_rsa): Enter passphrase (empty for no passphrase): Enter same passphrase again: Your identification has been saved in /root/ssh/id_rsa Your public key has been saved in /root/ssh/id_rsapub The key fingerprint is: e4:9a:47:a7:b4:8a:0b:98:07:b8:70:de:6b:16:2c:0croot@ 2、将 /root/ssh/id_rsapub改名为/root/ssh/authorized_keys [root@ ssh]#mv /root/ssh/id_rsapub /root/ssh/authorized_keys 3、将私钥id_rsa拷贝到远程客户端 1)、如果远程客户端是linux，拷贝到远程客户端/root/ssh/即可 2)、putty作为远程客户端在 putty不能识别直接从服务器拷贝来的私钥，需要使用puttygenexe进行格式转换 (1)、打开puttygenexe --> Conversions --> Import Key (2)、选择拷贝过来的私钥文件id_rsa (3)、Save private key->id_rsappk(保存私钥) 4、打开puttyexe 1)、Session --> Host Name (填写服务器地址或者域名) 2)、Connection --> SSH --> Auth (点Browse选择刚生成的id_rsappk) 3)、open 成功打开后出现如下提示： login as: root Authenticating with public key "imported-openssh-key" ---------------------------------------------------------------------------------- 当然你有可能会遇到这个错误 [因为我遇到了，呵呵]： Permissions 0755 for '你配置的公钥文件路径' are too open 这个是因为这几个文件权限设置的有点问题 执行命令： chmod 600 你的文件

对一个大整数进行因数分解，在高等数学中叫做费马大定理，至今没有被破解
RSA算法是最流行的公钥密码算法，使用长度可以变化的密钥。RSA是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。

这是目前地球上最重要的加密算法

至此，所有计算完成。
将 n和e封装成公钥 ， n和d封装成私钥 。

回顾上面的密钥生成步骤，一共出现六个数字：

这六个数字之中，公钥用到了两个（n和e），其余四个数字都是不公开的。其中最关键的是d，因为n和d组成了私钥，一旦d泄漏，就等于私钥泄漏。
那么， 有无可能在已知n和e的情况下，推导出d？

最终转换成->结论： 如果n可以被因数分解，d就可以算出，也就意味着私钥被破解。

第一步 ：首先生成秘钥对

第二步 ：公钥加密

第三步 ：私钥解密

几个全局变量解说：

关于加密填充方式：之前以为上面这些 *** 作就能实现rsa加解密，以为万事大吉了，呵呵，这事还没完，悲剧还是发生了， Android这边加密过的数据，服务器端死活解密不了， ，这造成了在android机上加密后无法在服务器上解密的原因，所以在实现的时候这个一定要注意

实现分段加密：搞定了填充方式之后又自信的认为万事大吉了，可是意外还是发生了，RSA非对称加密内容长度有限制，1024位key的最多只能加密127位数据，否则就会报错(javaxcryptoIllegalBlockSizeException: Data must not be longer than 117 bytes) ，　RSA 是常用的非对称加密算法。最近使用时却出现了“不正确的长度”的异常，研究发现是由于待加密的数据超长所致。RSA 算法规定：待加密的字节数不能超过密钥的长度值除以 8 再减去 11（即：KeySize / 8 - 11），而加密后得到密文的字节数，正好是密钥的长度值除以 8（即：KeySize / 8）。

爱丽丝选择了61和53。（实际应用中，这两个质数越大，就越难破解。）

爱丽丝就把61和53相乘

n的长度就是密钥长度。3233写成二进制是110010100001，一共有12位，所以这个密钥就是12位。实际应用中，RSA密钥一般是1024位，重要场合则为2048位

爱丽丝算出φ(3233)等于60×52，即3120。

爱丽丝就在1到3120之间，随机选择了17。（实际应用中，常常选择65537。）

所谓 "模反元素" 就是指有一个整数d，可以使得ed被φ(n)除的余数为1。

这个式子等价于

于是，找到模反元素d，实质上就是对下面这个二元一次方程求解。

已知 e=17, φ(n)=3120，

至此所有计算完成

在爱丽丝的例子中，n=3233，e=17，d=2753，所以公钥就是 (3233,17)，私钥就是（3233, 2753）。

实际应用中，公钥和私钥的数据都采用 ASN1 格式表达

回顾上面的密钥生成步骤，一共出现六个数字：

这六个数字之中，公钥用到了两个（n和e），其余四个数字都是不公开的。其中最关键的是d，因为n和d组成了私钥，一旦d泄漏，就等于私钥泄漏。
那么，有无可能在已知n和e的情况下，推导出d？

结论：如果n可以被因数分解，d就可以算出，也就意味着私钥被破解。

可是，大整数的因数分解，是一件非常困难的事情。目前，除了暴力破解，还没有发现别的有效方法。维基百科这样写道

举例来说，你可以对3233进行因数分解（61×53），但是你没法对下面这个整数进行因数分解。

它等于这样两个质数的乘积

事实上，RSA加密的方式原理是一个高等数学中没有被解决的难题，所有没有可靠的RSA的破解方式

RSA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。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。

RSA公开密钥密码体制是一种使用不同的加密密钥与解密密钥，“由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的”密码体制  。

在公开密钥密码体制中，加密密钥（即公开密钥）PK是公开信息，而解密密钥（即秘密密钥）SK是需要保密的。加密算法E和解密算法D也都是公开的。虽然解密密钥SK是由公开密钥PK决定的，但却不能根据PK计算出SK 。

正是基于这种理论，1978年出现了著名的RSA算法，它通常是先生成一对RSA密钥，其中之一是保密密钥，由用户保存；另一个为公开密钥，可对外公开，甚至可在网络服务器中注册。为提高保密强度，RSA密钥至少为500位长。这就使加密的计算量很大。

为减少计算量，在传送信息时，常采用传统加密方法与公开密钥加密方法相结合的方式，即信息采用改进的DES或IDEA对话密钥加密，然后使用RSA密钥加密对话密钥和信息摘要。对方收到信息后，用不同的密钥解密并可核对信息摘要。

RSA是被研究得最广泛的公钥算法，从提出到现在已近三十年，经历了各种攻击的考验，逐渐为人们接受，普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。1983年麻省理工学院在美国为RSA算法申请了专利  。

注：上传公钥视频点击观看 说明： 所有说的公钥上传都是指上传商户自己公钥一般命名：rsa_public_key appid请求的请上传公钥到您的appid下面 pid请求的请上传到mapi网关密钥产品中 密钥上传（以上传到开放平台为例）： 1登录上传公钥地址点击登录 2首先确认要上传到哪一个appid下（如下图）需要上传RSA2(SHA256)密钥(推荐)，还是上传RSA(SHA1)密钥 3打开》设置应用公钥》需要手机验证，验证完成跳转（如下图）

属于程序代码，不用下载。
RSA公开密钥密码体制。所谓的公开密钥密码体制就是使用不同的加密密钥与解密密钥，是一种“由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的”密码体制。它通常是先生成一对RSA密钥，其中之一是保密密钥(私钥)，由用户保存。另一个为公开密钥(公钥)，可对外公开，甚至可在网络服务器中注册。为提高保密强度，RSA密钥至少为500位长，一般推荐使用1024位。RSA进行的都是大数计算，使得RSA最快的情况也比DES慢上好几倍，无论是软件还是硬件实现。速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。RSA的速度比对应同样安全级别的对称密码算法要慢1000倍左右。

---