比较通用密码体制和公开密码体制的特点

比较通用密码体制和公开密码体制的特点,第1张

全称应该是通用密钥密码体制和公开密钥密码体制。下面是关于两种密码体制的特点介绍。我也是学密码学的如果有问题可以进一步交流。
传统的加密方法是加密、解密使用同样的密钥,由发送者和接收者分别保存,在加密和解密时使用,采用这种方法的主要问题是密钥的生成、注入、存储、管理、分发等很复杂,特别是随着用户的增加,密钥的需求量成倍增加。在网络通信中,大量密钥的分配是一个难以解决的问题。
例如,若系统中有n个用户,其中每两个用户之间需要建立密码通信,则系统中每个用户须掌握(n-1)/2个密钥,而系统中所需的密钥总数为n(n-1)/2 个。对10个用户的情况,每个用户必须有9个密钥,系统中密钥的总数为45个。对100个用户来说,每个用户必须有99个密钥,系统中密钥的总数为4950个。这还仅考虑用户之间的通信只使用一种会话密钥的情况。如此庞大数量的密钥生成、管理、分发确实是一个难处理的问题。
本世纪70年代,美国斯坦福大学的两名学者迪菲和赫尔曼提出了一种新的加密方法--公开密钥加密队PKE方法。与传统的加密方法不同,该技术采用两个不同的密钥来对信息加密和解密,它也称为"非对称式加密方法。每个用户有一个对外公开的加密算法E和对外保密的解密算法D,
它们须满足条件:
(1)D是E的逆,即D[E(X)]=X;
(2)E和D都容易计算。
(3)由E出发去求解D十分困难。
从上述条件可看出,公开密钥密码体制下,加密密钥不等于解密密钥。加密密钥可对外公开,使任何用户都可将传送给此用户的信息用公开密钥加密发送,而该用户唯一保存的私人密钥是保密的,也只有它能将密文复原、解密。虽然解密密钥理论上可由加密密钥推算出来,但这种算法设计在实际上是不可能的,或者虽然能够推算出,但要花费很长的时间而成为不可行的。所以将加密密钥公开也不会危害密钥的安全。
数学上的单向陷门函数的特点是一个方向求值很容易,但其逆向计算却很困难。基于这种理论,1978年出现了著名的RSA算法。这种算法为公用网络上信息的加密和鉴别提供了一种基本的方法。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,一般推荐使用1024位。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算法的加密密钥和加密算法分开,使得密钥分配更为方便。它特别符合计算机网络环境。对于网上的大量用户,可以将加密密钥用电话簿的方式印出。如果某用户想与另一用户进行保密通信,只需从公钥簿上查出对方的加密密钥,用它对所传送的信息加密发出即可。对方收到信息后,用仅为自己所知的解密密钥将信息脱密,了解报文的内容。由此可看出,RSA算法解决了大量网络用户密钥管理的难题。
RSA并不能替代DES,它们的优缺点正好互补。 RSA的密钥很长,加密速度慢,而采用DES,正好弥补了RSA的缺点。即DES用于明文加密,RSA用于DES密钥的加密。由于DES加密速度快,适合加密较长的报文;而RSA可解决DES密钥分配的问题。美国的保密增强邮件(PEM)就是采用了RSA 和DES结合的方法,目前已成为E-MAIL保密通信标准。
 通用密钥密码体制
通用密钥密码体制的加密密钥Ke和解密密钥Kd是通用的,即发送方和接收方使用同样密钥的密码体制,也称之为“传统密码体制”。
在通用密码体制中,目前得到广泛应用的典型算法是DES算法。DES是由“转置”方式和“换字”方式合成的通用密钥算法,先将明文(或密文)按64位分组,再逐组将64位的明文(或密文),用56位(另有8位奇偶校验位,共64位)的密钥,经过各种复杂的计算和变换,生成64位的密文(或明文),该算法属于分组密码算法。
DES算法可以由一块集成电路实现加密和解密功能。该算法是对二进制数字化信息加密及解密的算法,是通常数据通信中,用计算机对通信数据加密保护时使用的算法。DES算法在1977年作为数字化信息的加密标准,由美国商业部国家标准局制定,称为“数据加密标准”,并以“联邦信息处理标准公告”的名称,于1977年1月15日正式公布。使用该标准,可以简单地生成DES密码。


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