公開密碼體制的基本思想是什麼

① 公開密鑰密碼體系的演算法

公開密鑰演算法是在1976年由當時在美國斯坦福大學的迪菲（Diffie）和赫爾曼(Hellman)兩人首先發明的（論文New Direction in Cryptography）。但目前最流行的RSA是1977年由MIT教授Ronald L.Rivest,Adi Shamir和Leonard M.Adleman共同開發的,分別取自三名數學家的名字的第一個字母來構成的。
1976年提出的公開密鑰密碼體制思想不同於傳統的對稱密鑰密碼體制，它要求密鑰成對出現，一個為加密密鑰(e)，另一個為解密密鑰(d)，且不可能從其中一個推導出另一個。自1976年以來，已經提出了多種公開密鑰密碼演算法，其中許多是不安全的， 一些認為是安全的演算法又有許多是不實用的，它們要麼是密鑰太大，要麼密文擴展十分嚴重。多數密碼演算法的安全基礎是基於一些數學難題， 這些難題專家們認為在短期內不可能得到解決。因為一些問題(如因子分解問題)至今已有數千年的歷史了。
公鑰加密演算法也稱非對稱密鑰演算法，用兩對密鑰：一個公共密鑰和一個專用密鑰。用戶要保障專用密鑰的安全；公共密鑰則可以發布出去。公共密鑰與專用密鑰是有緊密關系的，用公共密鑰加密的信息只能用專用密鑰解密，反之亦然。由於公鑰演算法不需要聯機密鑰伺服器，密鑰分配協議簡單，所以極大簡化了密鑰管理。除加密功能外，公鑰系統還可以提供數字簽名。 公鑰加密演算法中使用最廣的是RSA。RSA使用兩個密鑰，一個公共密鑰，一個專用密鑰。如用其中一個加密，則可用另一個解密，密鑰長度從40到2048bit可變，加密時也把明文分成塊，塊的大小可變，但不能超過密鑰的長度，RSA演算法把每一塊明文轉化為與密鑰長度相同的密文塊。密鑰越長，加密效果越好，但加密解密的開銷也大，所以要在安全與性能之間折衷考慮，一般64位是較合適的。RSA的一個比較知名的應用是SSL，在美國和加拿大SSL用128位RSA演算法，由於出口限制，在其它地區（包括中國）通用的則是40位版本。
RSA演算法研製的最初理念與目標是努力使互聯網安全可靠，旨在解決DES演算法秘密密鑰的利用公開信道傳輸分發的難題。而實際結果不但很好地解決了這個難題；還可利用RSA來完成對電文的數字簽名以抗對電文的否認與抵賴；同時還可以利用數字簽名較容易地發現攻擊者對電文的非法篡改，以保護數據信息的完整性。 通常信息安全的目標可以概括為解決信息的以下問題：
保密性(Confidentiality)保證信息不泄露給未經授權的任何人。
完整性（Integrity）防止信息被未經授權的人篡改。
可用性（Availability）保證信息和信息系統確實為授權者所用。
可控性（Controllability）對信息和信息系統實施安全監控，防止非法利用信息和信息系統。
密碼是實現一種變換，利用密碼變換保護信息秘密是密碼的最原始的能力，然而，隨著信息和信息技術發展起來的現代密碼學，不僅被用於解決信息的保密性，而且也用於解決信息的完整性、可用性和可控性。可以說，密碼是解決信息安全的最有效手段，密碼技術是解決信息安全的核心技術。
公用密鑰的優點就在於，也許你並不認識某一實體，但只要你的伺服器認為該實體的CA是可靠的，就可以進行安全通信，而這正是Web商務這樣的業務所要求的。例如信用卡購物。服務方對自己的資源可根據客戶CA的發行機構的可靠程度來授權。目前國內外尚沒有可以被廣泛信賴的CA。美國Natescape公司的產品支持公用密鑰，但把Natescape公司作為CA。由外國公司充當CA在中國是一件不可想像的事情。
公共密鑰方案較保密密鑰方案處理速度慢，因此，通常把公共密鑰與專用密鑰技術結合起來實現最佳性能。即用公共密鑰技術在通信雙方之間傳送專用密鑰，而用專用密鑰來對實際傳輸的數據加密解密。另外，公鑰加密也用來對專用密鑰進行加密。
在這些安全實用的演算法中，有些適用於密鑰分配，有些可作為加密演算法，還有些僅用於數字簽名。多數演算法需要大數運算，所以實現速度很慢，不能用於快的數據加密。以下將介紹典型的公開密鑰密碼演算法-RSA。
RSA演算法很好的完成對電文的數字簽名以抗對數據的否認與抵賴；利用數字簽名較容易地發現攻擊者對電文的非法篡改，以保護數據信息的完整性。目前為止，很多種加密技術採用了RSA演算法，比如PGP（PrettyGoodPrivacy）加密系統，它是一個工具軟體，向認證中心注冊後就可以用它對文件進行加解密或數字簽名，PGP所採用的就是RSA演算法。由此可以看出RSA有很好的應用。

② 什麼是公鑰密碼體制

自從1976年公鑰密碼的思想提出以來,國際上已經提出了許多種公鑰密碼體制。用抽象的觀點來看,公鑰密碼就是一種陷門單向函數。
我們說一個函數f是單向函數,即若對它的定義域中的任意x都易於計算f(x),而對f的值域中的幾乎所有的y,即使當f為已知時要計算f-l(y)在計算上也是不可行的。若當給定某些輔助信息(陷門信息)時則易於計算f-l(y),就稱單向函數f是一個陷門單向函數。公鑰密碼體制就是基於這一原理而設計的,將輔助信息(陷門信息)作為秘密密鑰。這類密碼的安全強度取決於它所依據的問題的計算復雜度。

目前比較流行的公鑰密碼體制主要有兩類:一類是基於大整數因子分解問題的,其中最典型的代表是RSA體制。另一類是基於離散對數問題的,如ElGamal公鑰密碼體制和影響比較大的橢圓曲線公鑰密碼體制。

公鑰密碼
一般要求：
1、加密解密演算法相同，但使用不同的密鑰
2、發送方擁有加密或解密密鑰，而接收方擁有另一個密鑰
安全性要求：
1、兩個密鑰之一必須保密
2、無解密密鑰，解密不可行
3、知道演算法和其中一個密鑰以及若干密文不能確定另一個密鑰

③ 公鑰密碼體制的原理

自從1976年公鑰密碼的思想提出以來,國際上已經提出了許多種公鑰密碼體制。用抽象的觀點來看,公鑰密碼就是一種陷門單向函數。
我們說一個函數f是單向函數,即若對它的定義域中的任意x都易於計算f(x),而對f的值域中的幾乎所有的y,即使當f為已知時要計算f-l(y)在計算上也是不可行的。若當給定某些輔助信息(陷門信息)時則易於計算f-l(y),就稱單向函數f是一個陷門單向函數。公鑰密碼體制就是基於這一原理而設計的,將輔助信息(陷門信息)作為秘密密鑰。這類密碼的安全強度取決於它所依據的問題的計算復雜度。

目前比較流行的公鑰密碼體制主要有兩類:一類是基於大整數因子分解問題的,其中最典型的代表是RSA體制。另一類是基於離散對數問題的,如ElGamal公鑰密碼體制和影響比較大的橢圓曲線公鑰密碼體制。

公鑰密碼
一般要求：
1、加密解密演算法相同，但使用不同的密鑰
2、發送方擁有加密或解密密鑰，而接收方擁有另一個密鑰
安全性要求：
1、兩個密鑰之一必須保密
2、無解密密鑰，解密不可行
3、知道演算法和其中一個密鑰以及若干密文不能確定另一個密鑰

④ 什麼是公鑰密碼演算法

20世紀70年代，美國學者Diffie和Hellman，以及以色列學者Merkle分別獨立地提出了一種全新的密碼體制的概念。Diffie和Hellman首先將這個概念公布在1976年美國國家計算機會議上，幾個月後，他們這篇開創性的論文《密碼學的新方向》發表在IEEE雜志資訊理論卷上，由於印刷原因，Merkle對這一領域的貢獻直到1978年才出版。他們所創造的新的密碼學理論，突破了傳統的密碼體制對稱密鑰的概念，豎起了近代密碼學的又一里程碑。

不同於以前採用相同的加密和解密密鑰的對稱密碼體制，Diffie和Hellman提出了採用雙鑰體制，即每個用戶都有一對選定的密鑰：一個是可以公開的，另一個則是秘密的。公開的密鑰可以像電話號碼一樣公布，因此稱為公鑰密碼體制或雙鑰體制。
公鑰密碼體制的主要特點是將加密和解密的能力分開，因而可以實現多個用戶的信息只能由一個用戶解讀；或只能由一個用戶加密消息而由多個用戶解讀，前者可以用於公共網路中實現保密通信，而後者可以用於認證系統中對消息進行數字簽名。
公開密鑰密碼的基本思想是將傳統密碼的密鑰一分為二，分為加密密鑰Ke和解密密鑰Kd，用加密密鑰Ke控制加密，用解密密鑰Kd控制解密。而且由計算復雜性確保加密密鑰Ke在計算上不能推導出解密密鑰Kd。這樣，即使將Ke公開也不會暴露Kd，也不會損害密碼的安全。於是便可以將Ke公開，而只對Kd保密。由於Ke是公開的，只有Kd是保密的，因此從根本上克服了傳統密碼在密鑰分配上的困難。

公開密鑰密碼滿足的條件
根據公開密鑰密碼的基本思想，可知一個公開密鑰密碼應當滿足下面三個條件：

1. 解密演算法D和加密演算法E互逆，即對所有明文M都有，D(E(M,Ke),Kd)=M。
2. 在計算上不能由Ke推導出Kd。
3. 演算法E和D都是高效的。

條件1是構成密碼的基本條件，是傳統密碼和公開密鑰密碼都必須具備的起碼條件。
條件2是公開密鑰密碼的安全條件，是公開密鑰密碼的安全基礎，而且這一條件是最難滿足的。目前尚不能從數學上證明一個公開密鑰密碼完全滿足這一條件，而只能證明它不滿足這一條件。
條件3是公開密鑰密碼的工程實用條件。因為只有演算法E和D都是高效的，密碼才能實用。否則，密碼只有理論意義，而不能實際應用。
滿足了以上三個條件，便可構成一個公開密鑰密碼，這個密碼可以確保數據的秘密性。然而還需要確保數據的真實性，則還需滿足第四個條件。
4.對於所有明文M都有E(D(M,Kd),Ke)=M。
條件4是公開密鑰密碼能夠確保數據真實性的基本條件。如果滿足了條件1、2、4，同樣可以構成一個公開密鑰密碼，這個密碼可以確保數據的真實性。
如果同時滿足以上四個條件，則公開密鑰密碼可以同時確保數據的秘密性和真實性。此時，對於所有的明文M都有D(E(M,Ke),Kd)= E(D(M,Kd),Ke)=M。
公開密鑰密碼從根本上克服了傳統密碼在密鑰分配上的困難，利用公開密鑰密碼進行保密通信需要成立一個密鑰管理機構（KMC），每個用戶將自己的姓名、地址和公開的加密密鑰等信息在KMC登記注冊，將公鑰記入共享的公開密鑰資料庫。KMC負責密鑰的管理，並對用戶是可信賴的。這樣，用戶利用公開密鑰密碼進行保密通信就像查電話號碼簿打電話一樣方便，再也不需要通信雙方預約密鑰，因此特別適合計算機網路應用，而且公開密鑰密碼實現數字簽名容易，所以特別受歡迎。
下圖是公鑰密碼體制的框圖，主要分為以下幾步：

1. 網路中要求接收消息的端系統，產生一對用來加密和解密的密鑰，如圖中的接收者B，產生一對密鑰PKB，SKB，其中PKB是公開鑰，SKB是秘密鑰。
2. 端系統B將加密密鑰（圖中的PKB）存儲在一個公開的寄存器或文件中，另一密鑰則被保密（圖中個SKB）。
3. A要想向B發送消息m，則使用B的公開鑰加密m，表示為 c=EPKB[m] 其中，c是密文，E是加密演算法。
4. B收到密文c後，用自己的秘密鑰SKB解密，表示為 m=DSKB[c] 其中，D是解密演算法。因為只有B知道SKB，所以其他人無法對c解密。

這就是公開密鑰的原理~

（轉載需向本人獲取許可權）

⑤ 公開密鑰密碼體制的公開密鑰密碼體制

1976年美國斯坦福大學的兩名學者迪菲和赫爾曼提出了公開密鑰密碼體制的概念。所謂的公開密鑰密碼體制就是使用不同的加密密鑰與解密密鑰，是一種「由已知加密密鑰推導出解密密鑰在計算上是不可行的」密碼體制。
在公開密鑰密碼體制中，加密密鑰（即公開密鑰）PK是公開信息，而解密密鑰（即秘密密鑰）SK是需要保密的。加密演算法E和解密演算法D也都是公開的。雖然秘密密鑰SK是由公開密鑰PK決定的，但卻不能根據PK計算出SK。
與傳統的加密方法不同，該技術採用兩個不同的密鑰來對信息加密和解密，它也稱為非對稱式加密方法。每個用戶有一個對外公開的加密演算法E和對外保密的解密演算法D，它們須滿足條件：（1）D是E的逆，即D[E（X）]=X；（2）E和D都容易計算。（3）由E出發去求解D十分困難。從上述條件可看出，公開密鑰密碼體制下，加密密鑰不等於解密密鑰。加密密鑰可對外公開，使任何用戶都可將傳送給此用戶的信息用公開密鑰加密發送，而該用戶唯一保存的私人密鑰是保密的，也只有它能將密文復原、解密。雖然解密密鑰理論上可由加密密鑰推算出來，但這種演算法設計在實際上是不可能的，或者雖然能夠推算出，但要花費很長的時間而成為不可行的。所以將加密密鑰公開也不會危害密鑰的安全。數學上的單向陷門函數的特點是一個方向求值很容易，但其逆向計算卻很困難。許多形式為Y=f（x）的函數，對於給定的自變數x值，很容易計算出函數Y的值；而由給定的Y值，在很多情況下依照函數關系f(x)計算x值十分困難。例如，兩個大素數p和q相乘得到乘積n比較容易計算，但從它們的乘積n分解為兩個大素數p和q則十分困難。如果n為足夠大，當前的演算法不可能在有效的時間內實現。
特點：
(1) 發送者用加密密鑰 PK 對明文 X 加密後，在接收者用解密密鑰 SK 解密，即可恢復出明文，或寫為：
Dsk(Epk(X)) = X
解密密鑰是接收者專用的秘密密鑰，對其他人都保密。
此外，加密和解密的運算可以對調，即
Epk(Dsk(X)) = X
(2) 加密密鑰是公開的，但不能用它來解密，即
Dpk(Epk(X)) ? X
(3) 在計算機上可容易地產生成對的 PK 和 SK。
(4) 從已知的 PK 實際上不可能推導出 SK，即從 PK 到 SK 是「計算上不可能的」。
(5) 加密和解密演算法都是公開的。

⑥ 密碼學的主要思想是什麼

公鑰密碼體制的思想是基於陷門單向函數公鑰用於該函數的正向（加密）計算私鑰用於該函數的反向（解密計算）。

加密演算法的設計
設計加密演算法的思想往往是：構造一個稱為某種網路的固定結構，然後以該種網路的若干次迭代來對明文及密鑰數據提供必要的混亂和擴散。
一個完整的網路應使每一輸入比特經其變換以後都可能使形態改變至少一次。此外，按照Feistel構造中m與n是否相等可把Feistel網路分為平衡與非平衡的。
最基本的要素：S-盒、P-置換、以及結構（輪）函數