rsa加密填充方式

1. RSA  加密演算法（原理篇）

前幾天看到一句話，「我們中的很多人把一生中最燦爛的笑容大部分都獻給了手機和電腦屏幕」。心中一驚，這說明了什麼？手機和電腦已經成為了我們生活中的一部分，所以才會有最懂你的不是你，也不是你男朋友，而是大數據。

如此重要的個人數據，怎樣才能保證其在互聯網上的安全傳輸呢？當然要靠各種加密演算法。說起加密演算法，大家都知道有哈希、對稱加密和非對稱加密了。哈希是一個散列函數，具有不可逆操作；對稱加密即加密和解密使用同一個密鑰，而非對稱加密加密和解密自然就是兩個密鑰了。稍微深入一些的，還要說出非對稱加密演算法有DES、3DES、RC4等，非對稱加密演算法自然就是RSA了。那麼當我們聊起RSA時，我們又在聊些什麼呢？今天筆者和大家一起探討一下，有不足的地方，還望各位朋友多多提意見，共同進步。

RSA簡介：1976年由麻省理工學院三位數學家共同提出的，為了紀念這一里程碑式的成就，就用他們三個人的名字首字母作為演算法的命名。即 羅納德·李維斯特 （Ron Rivest）、 阿迪·薩莫爾 （Adi Shamir）和 倫納德·阿德曼 （Leonard Adleman）。

公鑰：用於加密，驗簽。

私鑰：解密，加簽。

通常知道了公鑰和私鑰的用途以後，即可滿足基本的聊天需求了。但是我們今天的主要任務是來探究一下RSA加解密的原理。

說起加密演算法的原理部分，肯定與數學知識脫不了關系。

我們先來回憶幾個數學知識：

φn = φ(A*B)=φ(A)*φ(B)=(A-1)*(B-1)。

這個公式主要是用來計算給定一個任意的正整數n，在小於等於n的正整數中，有多少個與n構成互質的關系。

其中n=A*B，A與B互為質數，但A與B本身並不要求為質數，可以繼續展開，直至都為質數。

在最終分解完成後，即 φ(N) = φ(p1)*φ(p2)*φ(p3)... 之後，p1，p2，p3都是質數。又用到了歐拉函數的另一個特點，即當p是質數的時候，φp = p - 1。所以有了上面給出的歐拉定理公式。

舉例看一下：

計算15的歐拉函數，因為15比較小，我們可以直接看一下，小於15的正整數有 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14。和15互質的數有1、2、4、7、8、11、13、14一共四個。

對照我們剛才的歐拉定理： 。

其他感興趣的，大家可以自己驗證。

之所以要在這里介紹歐拉函數，我們在計算公鑰和私鑰時候，會用到。

如果兩個正整數m 和 n 互質，那麼m 的 φn 次方減1，可以被n整除。

 其中  .

其中當n為質數時，那麼  上面看到的公式就變成了

 mod n   1.

這個公式也就是著名的 費馬小定理 了。

如果兩個正整數e和x互為質數，那麼一定存在一個整數d，不止一個，使得 e*d - 1 可以被x整除，即 e * d mode x   1。則稱 d 是 e 相對於 x的模反元素。

了解了上面所講的歐拉函數、歐拉定理和模反元素後，就要來一些化學反應了，請看圖：

上面這幅圖的公式變化有沒有沒看明白的，沒看明白的咱們評論區見哈。

最終我們得到了最重要的第5個公式的變形，即紅色箭頭後面的：

 mod n   m。

其中有幾個關系，需要搞明白，m 與 n 互為質數，φn = x，d 是e相對於x的模反元素。

有沒有看到一些加解密的雛形。

從 m 到 m。 這中間涵蓋了從加密到解密的整個過程，但是缺少了我們想要的密文整個過程。

OK，下面引入本文的第四個數學公式：

我們來看一下整個交換流程：

1、客戶端有一個數字13，服務端有一個數字15;

2、客戶端通過計算 3的13次方 對 17 取余，得到數字12; 將12發送給服務端；同時服務端通過計算3的15次方，對17取余，得到數字6，將6發送給客戶端。至此，整個交換過程完成。

3、服務端收到數字12以後，繼續計算，12的15次方 對 17取余，得到 數字10。

4、客戶端收到數字 6以後，繼續計算，6的13次方 對 17 取余，得到數字 10。

有沒有發現雙方，最終得到了相同的內容10。但是這個數字10從來沒有在網路過程中出現過。

好，講到這里，可能有些人已經恍然大悟，這就是加密過程了，但是也有人會產生疑問，為什麼要取數字3 和 17 呢，這里還牽涉到另一個數學知識，原根的問題。即3是17的原根。看圖

有沒有發現規律，3的1~16次方，對17取余，得到的整數是從1~16。這時我們稱3為17的原根。也就是說上面的計算過程中有一組原根的關系。這是最早的迪菲赫爾曼秘鑰交換演算法。

解決了為什麼取3和17的問題後，下面繼續來看最終的RSA是如何產生的：

還記得我們上面提到的歐拉定理嗎，其中 m 與 n 互為質數，n為質數，d 是 e 相對於 φn的模反元素。

當迪菲赫爾曼密鑰交換演算法碰上歐拉定理會產生什麼呢？

我們得到下面的推論：

好，到這里我們是不是已經看到了整個的加密和解密過程了。

其中 m 是明文；c 是密文； n 和 e 為公鑰；d 和 n 為私鑰 。

其中幾組數字的關系一定要明確：

1、d是e 相對於 φn 的模反元素，φn = n-1，即 e * d mod n = 1.

2、m 小於 n，上面在講迪菲赫爾曼密鑰交換演算法時，提到原根的問題，在RSA加密演算法中，對m和n並沒有原根條件的約束。只要滿足m與n互為質數，n為質數，且m < n就可以了。

OK，上面就是RSA加密演算法的原理了，經過上面幾個數學公式的狂轟亂炸，是不是有點迷亂了，給大家一些時間理一下，後面會和大家一起來驗證RSA演算法以及RSA為什麼安全。

2. RSA 加密演算法主要公式 - 草稿

從一道計算題開始了解 RSA 非對稱加密演算法的主要公式。

下面是一道關於 RSA 計算的問題，比較簡單，從這道題來學習和了解關於 RSA 非對稱加密演算法的相關知識，當然，具體關於 RSA 加密演算法的知識不能僅限於以下問題，應該更全面的了解相關的知識。但是下面的問題已經把其中的重點演算法的表現出來了。

下面是關於 RSA 的主要數學公式：
n = p * q
ø(n) = (p - 1) * (q - 1)
ed ≡ 1 mod ø(n)
c = m e mod n
m = c d mod n

其中兩個 ** 是次方的意思

ed ≡ 1 mod ø(n)
3 * 7 ≡ 1 mod ø(n)
21 ≡ 1 mod ø(n)
ø(n) = 20

ø(n) = 2 * 10 = (p - 1) * (q - 1)
p, q = 3, 11
n = p * q = 3 * 11 = 3
c = m**e mod n = 6 ** 3 mod 33

6 ** 3
3 = 1 * (2 ** 0) + 1 * (2 ** 1)
t0 = 6 mod 33 = 6
t1 = 6 ** 2 mod 33 = 3
t0 * t1 mod n = 6 * 3 mod 33 = 18

因此 明文 6 的密文是 18

m = c ** d mod n = 18 ** 7 mod 33
t0 = 18 mod 33 = 18
t1 = 18 ** 2 mod 33 = 27
t2 = 27 ** 2 mod 33 = 3
t0 * t1 * t2 mod n = 18 * 27 * 3 mod 33 = 6

因此，密文 18 解密後是 6

3. 對於加密的總結（AES,RSA）

跟第三方聯調的時候會碰到各種加密演算法，所以總結一下。

AES不是將拿到的明文一次性加密，而是分組加密，就是先將明文切分成長度相等的塊，每塊大小128bit，再對每一小塊進行加密。那麼問題就來了，並不是所有的原始明文串能被等分成128bit，例如原串大小200bit，那麼第二個塊只有72bit，所以就需要對第二個塊進行填充處理，讓第二個塊的大小達到128bit。常見的填充模式有

不進行填充，要求原始加密串大小必須是128bit的整數倍；

假設塊大小8位元組，如果這個塊跟8位元組還差n個位元組，那麼就在原始塊填充n，直到滿8位元組。例：塊{1,2,3}，跟8位元組差了5個位元組，那麼補全後的結果{1,2,3,5,5,5,5,5}後面是五個5，塊{1,2,3,..7}跟8位元組差了1個位元組，那麼補全後就是{1,2,3,...,7,1},就是補了一個1。

如果恰好8位元組又選擇了PKCS5Padding填充方式呢？塊{1,2,3...8}填充後變成{1,2,3...8,8...8}，原串後面被補了8個8，這樣做的原因是方便解密，只需要看最後一位就能算出原塊的大小是多少。

跟PKCS5Padding的填充方式一樣，不同的是，PKCS5Padding只是對8位元組的進行填充，PKCS7Padding可以對1~256位元組大小的block進行填充。openssl里aes的默認填充方式就是PKCS7Padding

AES有多種加密模式，包括：ECB,CBC,CTR,OCF,CFB,最常見的還是ECB和CBC模式。

最簡單的一種加密模式，每個塊進行獨立加密，塊與塊之間加密互不影響，這樣就能並行，效率高。
雖然這樣加密很簡單，但是不安全，如果兩個塊的明文一模一樣，那麼加密出來的東西也一模一樣。

openssl的相關函數：

CBC模式中引入了一個新的概念，初始向量iv。iv的作用就是為了防止同樣的明文塊被加密成同樣的內容。原理是第一個明文塊跟初始向量做異或後加密，第二個塊跟第一個密文塊做異或再加密，依次類推，避免了同樣的塊被加密成同樣的內容。

openssl相關函數：

敲黑板！！ 所以跟第三方對接的時候，如果對面說他們用aes加密，務必對他們發起靈魂三問：

簽名的作用是讓接受方驗證你傳過去的數據沒有被篡改；加密的作用是保證數據不被竊取。

原理：你有一個需要被驗簽的原串A。

步驟一：選擇hash演算法將A進行hash得到hash_a；

步驟二：將hash_a進行加密，得到加密值encrypt_a；

步驟三：將原串A和加密的encrypt_a發給第三方，第三方進行驗簽。第三方先解密encrypt_a，得到一個hash值hash_a1，然後對原串A使用同樣的hash演算法進行hash，得到的即為加密前的hash_a,如果hash_a = hash_a1, 那麼驗簽成功。

rsa使用私鑰對信息加密來做簽名，使用公鑰解密去驗簽。
openssl相關函數：

注意：兩個函數中的m，是原串hash後的值，type表示生成m的演算法，例如NID_sha256表示使用sha256對原串進行的hash，返回1為簽名成功或者驗簽成功，-1位為失敗。

再次敲黑板！！ 所以如果第三方說使用rsa驗簽，要讓對方告知他們的hash演算法。

首先明確，私鑰加密不等於簽名。加密的時候，使用使用公鑰加密，第三方使用你的私鑰進行解密。
openssl里公鑰加密函數為RSA_public_encrypt，私鑰解密函數為RSA_private_decrypt，具體的可以自己去查看下官方文檔。

rsa也涉及到了填充方式，所以對接的時候也要問清楚

在使用公鑰進行加密時，會發現每次加密出的結果都不一樣，但使用私鑰加密時，每次的結果都一樣，網上查了一圈，說是因為填充方式的原因。

官方文檔說明：

那麼為什麼一定要使用私鑰做簽名，公鑰做加密，而不是公鑰做簽名，私鑰做加密呢？
舉個栗子：

4. 公鑰密碼系統及RSA公鑰演算法

公鑰密碼系統及RSA公鑰演算法

本文簡單介紹了公開密鑰密碼系統的思想和特點，並具體介紹了RSA演算法的理論基礎，工作原理和具體實現過程，並通過一個簡單例子說明了該演算法是如何實現。在本文的最後，概括說明了RSA演算法目前存在的一些缺點和解決方法。

關鍵詞：公鑰密碼體制 ， 公鑰 ，私鑰 ，RSA

§1引言

隨著計算機聯網的逐步實現，Internet前景越來越美好，全球經濟發展正在進入信息經濟時代，知識經濟初見端倪。計算機信息的保密問題顯得越來越重要，無論是個人信息通信還是電子商務發展，都迫切需要保證Internet網上信息傳輸的安全，需要保證信息安全。信息安全技術是一門綜合學科，它涉及資訊理論、計算機科學和密碼學等多方面知識，它的主要任務是研究計算機系統和通信網路內信息的保護方法以實現系統內信息的安全、保密、真實和完整。其中，信息安全的核心是密碼技術。密碼技術是集數學、計算機科學、電子與通信等諸多學科於一身的交叉學科。它不僅能夠保證機密性信息的加密，而且能夠實現數字簽名、身份驗證、系統安全等功能。是現代化發展的重要科學之一。本文將對公鑰密碼系統及該系統中目前最廣泛流行的RSA演算法做一些簡單介紹。

§2公鑰密碼系統

要說明公鑰密碼系統，首先來了解一下不同的加密演算法：目前的加密演算法按密鑰方式可分為單鑰密碼演算法和公鑰密碼演算法。

2.1.單鑰密碼

又稱對稱式密碼，是一種比較傳統的加密方式，其加密運算、解密運算使用的是同樣的密鑰，信息的發送者和信息的接收者在進行信息的傳輸與處理時，必須共同持有該密碼（稱為對稱密碼）。因此，通信雙方都必須獲得這把鑰匙，並保持鑰匙的秘密。

單鑰密碼系統的安全性依賴於以下兩個因素：第一，加密演算法必須是足夠強的，僅僅基於密文本身去解密信息在實踐上是不可能的；第二，加密方法的安全性依賴於密鑰的秘密性，而不是演算法的秘密性，因此，我們沒有必要確保演算法的秘密性（事實上，現實中使用的很多單鑰密碼系統的演算法都是公開的），但是我們一定要保證密鑰的秘密性。

從單鑰密碼的這些特點我們容易看出它的主要問題有兩點：第一，密鑰量問題。在單鑰密碼系統中，每一對通信者就需要一對密鑰，當用戶增加時，必然會帶來密鑰量的成倍增長，因此在網路通信中，大量密鑰的產生﹑存放和分配將是一個難以解決的問題。第二，密鑰分發問題。單鑰密碼系統中，加密的安全性完全依賴於對密鑰的保護，但是由於通信雙方使用的是相同的密鑰，人們又不得不相互交流密鑰，所以為了保證安全，人們必須使用一些另外的安全信道來分發密鑰，例如用專門的信使來傳送密鑰，這種做法的代價是相當大的，甚至可以說是非常不現實的，尤其在計算機網路環境下，人們使用網路傳送加密的文件，卻需要另外的安全信道來分發密鑰，顯而易見，這是非常不智是甚至是荒謬可笑的。

2.2公鑰密碼

正因為單鑰密碼系統存在如此難以解決的缺點，發展一種新的﹑更有效﹑更先進的密碼體制顯得更為迫切和必要。在這種情況下，出現了一種新的公鑰密碼體制，它突破性地解決了困擾著無數科學家的密鑰分發問題，事實上，在這種體制中，人們甚至不用分發需要嚴格保密的密鑰，這次突破同時也被認為是密碼史上兩千年來自單碼替代密碼發明以後最偉大的成就。

這一全新的思想是本世紀70年代，美國斯坦福大學的兩名學者Diffie和Hellman提出的，該體制與單鑰密碼最大的不同是：

在公鑰密碼系統中，加密和解密使用的是不同的密鑰（相對於對稱密鑰，人們把它叫做非對稱密鑰），這兩個密鑰之間存在著相互依存關系：即用其中任一個密鑰加密的信息只能用另一個密鑰進行解密。這使得通信雙方無需事先交換密鑰就可進行保密通信。其中加密密鑰和演算法是對外公開的，人人都可以通過這個密鑰加密文件然後發給收信者，這個加密密鑰又稱為公鑰；而收信者收到加密文件後,它可以使用他的解密密鑰解密，這個密鑰是由他自己私人掌管的，並不需要分發，因此又成稱為私鑰，這就解決了密鑰分發的問題。

為了說明這一思想,我們可以考慮如下的類比：

兩個在不安全信道中通信的人，假設為Alice（收信者）和Bob（發信者），他們希望能夠安全的通信而不被他們的敵手Oscar破壞。Alice想到了一種辦法，她使用了一種鎖（相當於公鑰），這種鎖任何人只要輕輕一按就可以鎖上，但是只有Alice的鑰匙（相當於私鑰）才能夠打開。然後Alice對外發送無數把這樣的鎖，任何人比如Bob想給她寄信時，只需找到一個箱子，然後用一把Alice的鎖將其鎖上再寄給Alice，這時候任何人（包括Bob自己）除了擁有鑰匙的Alice，都不能再打開箱子，這樣即使Oscar能找到Alice的鎖，即使Oscar能在通信過程中截獲這個箱子，沒有Alice的鑰匙他也不可能打開箱子，而Alice的鑰匙並不需要分發，這樣Oscar也就無法得到這把「私人密鑰」。

從以上的介紹可以看出，公鑰密碼體制的思想並不復雜，而實現它的關鍵問題是如何確定公鑰和私鑰及加/解密的演算法，也就是說如何找到「Alice的鎖和鑰匙」的問題。我們假設在這種體制中, PK是公開信息，用作加密密鑰，而SK需要由用戶自己保密，用作解密密鑰。加密演算法E和解密演算法D也都是公開的。雖然SK與PK是成對出現，但卻不能根據PK計算出SK。它們須滿足條件：

①加密密鑰PK對明文X加密後，再用解密密鑰SK解密，即可恢復出明文，或寫為：DSK（EPK（X））=X

②加密密鑰不能用來解密，即DPK（EPK（X））≠X

③在計算機上可以容易地產生成對的PK和SK。

④從已知的PK實際上不可能推導出SK。

⑤加密和解密的運算可以對調，即：EPK（DSK（X））=X

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。

這種體制思想是簡單的，但是，如何找到一個適合的演算法來實現這個系統卻是一個真正困擾密碼學家們的難題，因為既然Pk和SK是一對存在著相互關系的密鑰，那麼從其中一個推導出另一個就是很有可能的，如果敵手Oscar能夠從PK推導出SK，那麼這個系統就不再安全了。因此如何找到一個合適的演算法生成合適的Pk和SK，並且使得從PK不可能推導出SK，正是迫切需要密碼學家們解決的一道難題。這個難題甚至使得公鑰密碼系統的發展停滯了很長一段時間。

為了解決這個問題，密碼學家們考慮了數學上的陷門單向函數，下面，我們可以給出它的非正式定義：

Alice的公開加密函數應該是容易計算的，而計算其逆函數（即解密函數）應該是困難的（對於除Alice以外的人）。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。這樣容易計算但難於求逆的函數，通常稱為單向函數。在加密過程中，我們希望加密函數E為一個單項的單射函數，以便可以解密。雖然目前還沒有一個函數能被證明是單向的，但是有很多單射函數被認為是單向的。

例如，有如下一個函數被認為是單向的，假定n為兩個大素數p和q的乘積，b為一個正整數，那麼定義f：

f (x )= x b mod n

(如果gcd（b,φ（n））=1，那麼事實上這就是我們以下要說的RSA加密函數)

如果我們要構造一個公鑰密碼體制，僅給出一個單向的單射函數是不夠的。從Alice的觀點來看，並不需要E是單向的，因為它需要用有效的方式解密所收到的信息。因此，Alice應該擁有一個陷門，其中包含容易求出E的你函數的秘密信息。也就是說，Alice可以有效解密，因為它有額外的秘密知識，即SK，能夠提供給你解密函數D。因此，我們稱一個函數為一個陷門單向函數，如果它是一個單向函數，並在具有特定陷門的知識後容易求出其逆。

考慮上面的函數f (x) = xb mod n。我們能夠知道其逆函數f -1有類似的形式f (x ) = xa mod n，對於合適的取值a。陷門就是利用n的因子分解，有效的算出正確的指數a（對於給定的b）。

為方便起見，我們把特定的某類陷門單向函數計為?。那麼隨機選取一個函數f屬於?，作為公開加密函數；其逆函數f-1是秘密解密函數。那麼公鑰密碼體制就能夠實現了。

根據以上關於陷門單向函數的思想,學者們提出了許多種公鑰加密的方法，它們的安全性都是基於復雜的數學難題。根據所基於的數學難題，至少有以下三類系統目前被認為是安全和有效的：大整數因子分解系統(代表性的有RSA)、橢園曲線離散對數系統(ECC)和離散對數系統(代表性的有DSA)。

§3 RSA演算法

3.1簡介

當前最著名、應用最廣泛的公鑰系統RSA是在1978年，由美國麻省理工學院(MIT)的Rivest、Shamir和Adleman在題為《獲得數字簽名和公開鑰密碼系統的方法》的論文中提出的。它是一個基於數論的非對稱(公開鑰)密碼體制，是一種分組密碼體制。其名稱來自於三個發明者的姓名首字母。它的安全性是基於大整數素因子分解的困難性，而大整數因子分解問題是數學上的著名難題，至今沒有有效的方法予以解決，因此可以確保RSA演算法的安全性。RSA系統是公鑰系統的最具有典型意義的方法，大多數使用公鑰密碼進行加密和數字簽名的產品和標准使用的都是RSA演算法。

RSA演算法是第一個既能用於數據加密也能用於數字簽名的演算法，因此它為公用網路上信息的加密和鑒別提供了一種基本的方法。它通常是先生成一對RSA密鑰，其中之一是保密密鑰，由用戶保存；另一個為公開密鑰，可對外公開，甚至可在網路伺服器中注冊，人們用公鑰加密文件發送給個人，個人就可以用私鑰解密接受。為提高保密強度，RSA密鑰至少為500位長，一般推薦使用1024位。

該演算法基於下面的兩個事實,這些事實保證了RSA演算法的安全有效性：

1)已有確定一個數是不是質數的快速演算法；

2)尚未找到確定一個合數的質因子的快速演算法。

3.2工作原理

1)任意選取兩個不同的大質數p和q，計算乘積r=p*q；

2)任意選取一個大整數e，e與(p-1)*(q-1)互質，整數e用做加密密鑰。注意：e的選取是很容易的，例如，所有大於p和q的質數都可用。

3)確定解密密鑰d：d * e = 1 molo（p - 1）*（q - 1） 根據e、p和q可以容易地計算出d。

4)公開整數r和e，但是不公開d；

5)將明文P (假設P是一個小於r的整數)加密為密文C，計算方法為：

C = Pe molo r

6)將密文C解密為明文P，計算方法為：

P = Cd molo r

然而只根據r和e（不是p和q）要計算出d是不可能的。因此，任何人都可對明文進行加密，但只有授權用戶（知道d）才可對密文解密。

3.3簡單實例

為了說明該演算法的工作過程,我們下面給出一個簡單例子,顯然我們在這只能取很小的數字，但是如上所述，為了保證安全，在實際應用上我們所用的數字要大的多得多。

例：選取p=3, q=5，則r=15，（p-1）*（q-1）=8。選取e=11（大於p和q的質數），通過d * 11 = 1 molo 8，計算出d =3。

假定明文為整數13。則密文C為

C = Pe molo r

= 1311 molo 15

= 1,792,160,394,037 molo 15

= 7

復原明文P為：

P = Cd molo r

= 73 molo 15

= 343 molo 15

= 13

因為e和d互逆，公開密鑰加密方法也允許採用這樣的方式對加密信息進行"簽名"，以便接收方能確定簽名不是偽造的。

假設A和B希望通過公開密鑰加密方法進行數據傳輸，A和B分別公開加密演算法和相應的密鑰，但不公開解密演算法和相應的密鑰。A和B的加密演算法分別是ECA和ECB，解密演算法分別是DCA和DCB，ECA和DCA互逆，ECB和DCB互逆。 若A要向B發送明文P，不是簡單地發送ECB（P），而是先對P施以其解密演算法DCA，再用加密演算法ECB對結果加密後發送出去。

密文C為：

C = ECB（DCA（P））

B收到C後，先後施以其解密演算法DCB和加密演算法ECA，得到明文P：

ECA（DCB（C））

= ECA（DCB（ECB（DCA（P））））

= ECA（DCA（P））/*DCB和ECB相互抵消*/

=

P          /*DCB和ECB相互抵消*/

這樣B就確定報文確實是從A發出的，因為只有當加密過程利用了DCA演算法，用ECA才能獲得P，只有A才知道DCA演算法，沒 有人，即使是B也不能偽造A的簽名。

3.4優缺點

3.4.1優點

RSA演算法是第一個能同時用於加密和數字簽名的演算法，也易於理解和操作。RSA是被研究得最廣泛的公鑰演算法，從提出到現在已近二十年，經歷了各種攻擊的考驗，逐漸為人們接受，普遍認為是目前最優秀的公鑰方案之一。該演算法的加密密鑰和加密演算法分開，使得密鑰分配更為方便。它特別符合計算機網路環境。對於網上的大量用戶，可以將加密密鑰用電話簿的方式印出。如果某用戶想與另一用戶進行保密通信，只需從公鑰簿上查出對方的加密密鑰，用它對所傳送的信息加密發出即可。對方收到信息後，用僅為自己所知的解密密鑰將信息脫密，了解報文的內容。由此可看出，RSA演算法解決了大量網路用戶密鑰管理的難題，這是公鑰密碼系統相對於對稱密碼系統最突出的優點。

3.4.2缺點

1)產生密鑰很麻煩，受到素數產生技術的限制，因而難以做到一次一密。

2)安全性, RSA的安全性依賴於大數的因子分解，但並沒有從理論上證明破譯RSA的難度與大數分解難度等價，而且密碼學界多數人士傾向於因子分解不是NPC問題。目前，人們已能分解140多個十進制位的大素數，這就要求使用更長的密鑰，速度更慢；另外，目前人們正在積極尋找攻擊RSA的方法，如選擇密文攻擊，一般攻擊者是將某一信息作一下偽裝(Blind)，讓擁有私鑰的實體簽署。然後，經過計算就可得到它所想要的信息。實際上，攻擊利用的都是同一個弱點，即存在這樣一個事實：乘冪保留了輸入的乘法結構：

( XM )d = Xd *Md mod n

前面已經提到，這個固有的問題來自於公鑰密碼系統的最有用的特徵--每個人都能使用公鑰。但從演算法上無法解決這一問題，主要措施有兩條：一條是採用好的公鑰協議，保證工作過程中實體不對其他實體任意產生的信息解密，不對自己一無所知的信息簽名；另一條是決不對陌生人送來的隨機文檔簽名，簽名時首先使用One-Way Hash Function對文檔作HASH處理，或同時使用不同的簽名演算法。除了利用公共模數，人們還嘗試一些利用解密指數或φ（n）等等攻擊.

3)速度太慢,由於RSA的分組長度太大，為保證安全性，n至少也要600 bitx以上，使運算代價很高，尤其是速度較慢，較對稱密碼演算法慢幾個數量級；且隨著大數分解技術的發展，這個長度還在增加，不利於數據格式的標准化。目前，SET(Secure Electronic Transaction)協議中要求CA採用2048比特長的密鑰，其他實體使用1024比特的密鑰。為了速度問題,目前人們廣泛使用單,公鑰密碼結合使用的方法,優缺點互補:單鑰密碼加密速度快,人們用它來加密較長的文件,然後用RSA來給文件密鑰加密,極好的解決了單鑰密碼的密鑰分發問題。

§4結束語

目前，日益激增的電子商務和其它網際網路應用需求使公鑰體系得以普及，這些需求量主要包括對伺服器資源的訪問控制和對電子商務交易的保護，以及權利保護、個人隱私、無線交易和內容完整性（如保證新聞報道或股票行情的真實性）等方面。公鑰技術發展到今天，在市場上明顯的發展趨勢就是PKI與操作系統的集成，PKI是「Public

Key Infrastructure」的縮寫，意為「公鑰基礎設施」。公鑰體制廣泛地用於CA認證、數字簽名和密鑰交換等領域。

公鑰加密演算法中使用最廣的是RSA。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。目前為止，很多種加密技術採用了RSA演算法，該演算法也已經在互聯網的許多方面得以廣泛應用，包括在安全介面層（SSL）標准（該標準是網路瀏覽器建立安全的互聯網連接時必須用到的）方面的應用。此外，RSA加密系統還可應用於智能IC卡和網路安全產品。

但目前RSA演算法的專利期限即將結束，取而代之的是基於橢圓曲線的密碼方案（ECC演算法）。較之於RSA演算法，ECC有其相對優點，這使得ECC的特性更適合當今電子商務需要快速反應的發展潮流。此外，一種全新的量子密碼也正在發展中。

至於在實際應用中應該採用何種加密演算法則要結合具體應用環境和系統，不能簡單地根據其加密強度來做出判斷。因為除了加密演算法本身之外，密鑰合理分配、加密效率與現有系統的結合性以及投入產出分析都應在實際環境中具體考慮。加密技術隨著網路的發展更新，將有更安全更易於實現的演算法不斷產生，為信息安全提供更有力的保障。今後，加密技術會何去何從，我們將拭目以待。

參考文獻：

[1] Douglas R.Stinson.《密碼學原理與實踐》.北京:電子工業出版社,2003,2:131-132

[2]西蒙.辛格.《密碼故事》.海口:海南出版社,2001,1:271-272

[3]嬴政天下.加密演算法之RSA演算法.http://soft.winzheng.com/infoView/Article_296.htm，2003

[4]加密與數字簽名.http://www.njt.cn/yumdq/dzsw/a2.htm

[5]黑客中級教程系列之十.http://www.qqorg.i-p.com/jiaocheng/10.html

5. RSA PKCS#1在java中怎麼實現

樓主看看下面的代碼是不是你所需要的，這是我原來用的時候收集的
import javax.crypto.Cipher;
import java.security.*;
import java.security.spec.RSAPublicKeySpec;
import java.security.spec.RSAPrivateKeySpec;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.io.*;
import java.math.BigInteger;

/**
* RSA 工具類。提供加密，解密，生成密鑰對等方法。
* 需要到http://www.bouncycastle.org下載bcprov-jdk14-123.jar。
* RSA加密原理概述
* RSA的安全性依賴於大數的分解，公鑰和私鑰都是兩個大素數（大於100的十進制位）的函數。
* 據猜測，從一個密鑰和密文推斷出明文的難度等同於分解兩個大素數的積
* ===================================================================
* （該演算法的安全性未得到理論的證明）
* ===================================================================
* 密鑰的產生：
* 1.選擇兩個大素數 p,q ,計算 n=p*q;
* 2.隨機選擇加密密鑰 e ,要求 e 和 (p-1)*(q-1)互質
* 3.利用 Euclid 演算法計算解密密鑰 d , 使其滿足 e*d = 1(mod(p-1)*(q-1)) (其中 n,d 也要互質)
* 4:至此得出公鑰為 (n,e) 私鑰為 (n,d)
* ===================================================================
* 加解密方法：
* 1.首先將要加密的信息 m(二進製表示) 分成等長的數據塊 m1,m2,...,mi 塊長 s(盡可能大) ,其中 2^s<n
* 2:對應的密文是： ci = mi^e(mod n)
* 3:解密時作如下計算： mi = ci^d(mod n)
* ===================================================================
* RSA速度
* 由於進行的都是大數計算，使得RSA最快的情況也比DES慢上100倍，無論是軟體還是硬體實現。
* 速度一直是RSA的缺陷。一般來說只用於少量數據加密。
* 文件名：RSAUtil.java<br>
* @author 趙峰<br>
* 版本:1.0.1<br>
* 描述：本演算法摘自網路，是對RSA演算法的實現<br>
* 創建時間:2009-7-10 下午09:58:16<br>
* 文件描述：首先生成兩個大素數，然後根據Euclid演算法生成解密密鑰<br>
*/
public class RSAUtil {

//密鑰對
private KeyPair keyPair = null;

/**
* 初始化密鑰對
*/
public RSAUtil(){
try {
this.keyPair = this.generateKeyPair();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}

/**
* 生成密鑰對
* @return KeyPair
* @throws Exception
*/
private KeyPair generateKeyPair() throws Exception {
try {
KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA",new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
//這個值關繫到塊加密的大小，可以更改，但是不要太大，否則效率會低
final int KEY_SIZE = 1024;
keyPairGen.initialize(KEY_SIZE, new SecureRandom());
KeyPair keyPair = keyPairGen.genKeyPair();
return keyPair;
} catch (Exception e) {
throw new Exception(e.getMessage());
}

}

/**
* 生成公鑰
* @param molus
* @param publicExponent
* @return RSAPublicKey
* @throws Exception
*/
private RSAPublicKey generateRSAPublicKey(byte[] molus, byte[] publicExponent) throws Exception {

KeyFactory keyFac = null;
try {
keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
} catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
throw new Exception(ex.getMessage());
}
RSAPublicKeySpec pubKeySpec = new RSAPublicKeySpec(new BigInteger(molus), new BigInteger(publicExponent));
try {
return (RSAPublicKey) keyFac.generatePublic(pubKeySpec);
} catch (InvalidKeySpecException ex) {
throw new Exception(ex.getMessage());
}

}

/**
* 生成私鑰
* @param molus
* @param privateExponent
* @return RSAPrivateKey
* @throws Exception
*/
private RSAPrivateKey generateRSAPrivateKey(byte[] molus, byte[] privateExponent) throws Exception {
KeyFactory keyFac = null;
try {
keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
} catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
throw new Exception(ex.getMessage());
}
RSAPrivateKeySpec priKeySpec = new RSAPrivateKeySpec(new BigInteger(molus), new BigInteger(privateExponent));
try {
return (RSAPrivateKey) keyFac.generatePrivate(priKeySpec);
} catch (InvalidKeySpecException ex) {
throw new Exception(ex.getMessage());
}
}

/**
* 加密
* @param key 加密的密鑰
* @param data 待加密的明文數據
* @return 加密後的數據
* @throws Exception
*/
public byte[] encrypt(Key key, byte[] data) throws Exception {
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
// 獲得加密塊大小，如:加密前數據為128個byte，而key_size=1024 加密塊大小為127 byte,加密後為128個byte;
// 因此共有2個加密塊，第一個127 byte第二個為1個byte
int blockSize = cipher.getBlockSize();
// System.out.println("blockSize:"+blockSize);
int outputSize = cipher.getOutputSize(data.length);// 獲得加密塊加密後塊大小
// System.out.println("加密塊大小："+outputSize);
int leavedSize = data.length % blockSize;
// System.out.println("leavedSize:"+leavedSize);
int blocksSize = leavedSize != 0 ? data.length / blockSize + 1 : data.length / blockSize;
byte[] raw = new byte[outputSize * blocksSize];
int i = 0;
while (data.length - i * blockSize > 0) {
if (data.length - i * blockSize > blockSize)
cipher.doFinal(data, i * blockSize, blockSize, raw, i * outputSize);
else
cipher.doFinal(data, i * blockSize, data.length - i * blockSize, raw, i * outputSize);
// 這裡面doUpdate方法不可用，查看源代碼後發現每次doUpdate後並沒有什麼實際動作除了把byte[]放到ByteArrayOutputStream中
// 而最後doFinal的時候才將所有的byte[]進行加密，可是到了此時加密塊大小很可能已經超出了OutputSize所以只好用dofinal方法。
i++;
}
return raw;
} catch (Exception e) {
throw new Exception(e.getMessage());
}
}

/**
* 解密
* @param key 解密的密鑰
* @param raw 已經加密的數據
* @return 解密後的明文
* @throws Exception
*/
@SuppressWarnings("static-access")
public byte[] decrypt(Key key, byte[] raw) throws Exception {
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA", new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
cipher.init(cipher.DECRYPT_MODE, key);
int blockSize = cipher.getBlockSize();
ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(64);
int j = 0;
while (raw.length - j * blockSize > 0) {
bout.write(cipher.doFinal(raw, j * blockSize, blockSize));
j++;
}
return bout.toByteArray();
} catch (Exception e) {
throw new Exception(e.getMessage());
}
}

/**
* 返回公鑰
* @return
* @throws Exception
*/
public RSAPublicKey getRSAPublicKey() throws Exception{
//獲取公鑰
RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
//獲取公鑰系數(位元組數組形式)
byte[] pubModBytes = pubKey.getMolus().toByteArray();
//返回公鑰公用指數(位元組數組形式)
byte[] pubPubExpBytes = pubKey.getPublicExponent().toByteArray();
//生成公鑰
RSAPublicKey recoveryPubKey = this.generateRSAPublicKey(pubModBytes,pubPubExpBytes);
return recoveryPubKey;
}

/**
* 獲取私鑰
* @return
* @throws Exception
*/
public RSAPrivateKey getRSAPrivateKey() throws Exception{
// 獲取私鑰
RSAPrivateKey priKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
// 返回私鑰系數(位元組數組形式)
byte[] priModBytes = priKey.getMolus().toByteArray();
// 返回私鑰專用指數(位元組數組形式)
byte[] priPriExpBytes = priKey.getPrivateExponent().toByteArray();
// 生成私鑰
RSAPrivateKey recoveryPriKey = this.generateRSAPrivateKey(priModBytes,priPriExpBytes);
return recoveryPriKey;
}

/**
* 測試
* @param args
* @throws Exception
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
RSAUtil rsa = new RSAUtil();
String str = "天龍八部、神鵰俠侶、射鵰英雄傳白馬嘯西風";
RSAPublicKey pubKey = rsa.getRSAPublicKey();
RSAPrivateKey priKey = rsa.getRSAPrivateKey();
// System.out.println("加密後==" + new String(rsa.encrypt(pubKey,str.getBytes())));
String mw = new String(rsa.encrypt(pubKey, str.getBytes()));
System.out.println("加密後："+mw);
// System.out.println("解密後：");
System.out.println("解密後==" + new String(rsa.decrypt(priKey,rsa.encrypt(pubKey,str.getBytes()))));
}
}

6. RSA中pkcs1的填充方法具體是什麼

1）RSA_PKCS1_PADDING 填充模式，最常用的模式

要求:
輸入 必須 比 RSA 鑰模長(molus) 短至少11個位元組, 也就是 RSA_size(rsa) – 11
如果輸入的明文過長，必須切割， 然後填充

輸出 和molus一樣長

根據這個要求，對於512bit的密鑰， block length = 512/8 – 11 = 53 位元組

2） RSA_PKCS1_OAEP_PADDING
RSA_size(rsa) – 41

3）for RSA_NO_PADDING 不填充
RSA_size(rsa)

一般來說， 我們只用RSA來加密重要的數據，比如AES的key, 128bits = 16

加密的輸出，總是等於key length

對同樣的數據，用同樣的key進行RSA加密， 每次的輸出都會不一樣； 但是這些加密的結果都能正確的解密
—————
預備知識
I2OSP – Integer-to-Octet-String primitive 大整數轉換成位元組串
I2OSP (x, xLen)
輸入: x 待轉換的非負整數
xLen 結果位元組串的可能長度

————
加密原理 RSAEP ((n, e), m)
輸入: (n,e) RSA公鑰
m 值為0到n-1 之間一個大整數，代表消息
輸出: c 值為0到n-1之間的一個大整數，代表密文
假定： RSA公鑰(n,e)是有效的
步驟：
1. 如果m不滿足 0 2. 讓 c = m^e % n (m的e次冪 除以n ,余數為c)
3. 輸出 c

解密原理 RSADP (K, c)
輸入： K RSA私鑰，K由下面形式：
一對(n,d)
一個五元組(p, q, dP, dQ, qInv)
一個可能為空的三元序列(ri, di, ti), i=3,...,u
c 密文
輸出： m 明文

步驟：
1. 如果密文c不滿足 0 < c < n-1, 輸出 'ciphertext repersentative out of range'
2. 按照如下方法計算m:
a. 如果使用私鑰K的第一種形式(n, d), 就讓 m = c^d % n (c的d次冪，除以n,余數為m)
b. 如果使用私鑰K的第二種像是(p,q, dP, dQ, qInv)和(ri, di, ti),
--------------

----------------
加密 RSAES-PKCS1-V1_5-ENCRYPT ((n, e), M)

輸入： (n, e) 接收者的公開鑰匙， k表示n所佔用的位元組長度
M 要加密的消息， mLen表示消息的長度 mLen ≤ k – 11

輸出： C 密文， 佔用位元組數 也為 k

步驟：
1.長度檢查， 如果 mLen > k-11, 輸出 「message too long」

2. EME-PKCS1-v1_5 編碼
a) 生成一個 偽隨機非零串PS ， 長度為 k – mLen – 3， 所以至少為8， 因為 k-mLen>11
b) 將PS， M，以及其他填充串 一起編碼為 EM， 長度為 k, 即:
EM = 0×00 || 0×02 || PS || 0×00 || M

3.RSA 加密
a)將EM轉換成一個大證書m
m = OS2IP(EM)

b)對公鑰(n,e) 和 大整數 m, 使用RSAEP加密原理，產生一個整數密文c
c = RSAEP((n,e0, m)

c)將整數c轉換成長度為k的密文串
C = I2OSP(c, k)

4.輸出密文C
—————-
解密 RSAES-PKCS1-V1_5-DECRYPT (K, C)

輸入： K 接收者的私鑰
C 已經加密過的密文串，長度為k (與RSA molus n的長度一樣）
輸出： M 消息明文， 長度至多為 k-11

步驟：
1. 長度檢查：如果密文C的長度不為k位元組（或者 如果 k<11), 輸出「decryption error"

2. RSA解密
a. 轉換密文C為一個大整數c
c = OS2IP(C)
b. 對RSA私鑰(n,d)和密文整數c 實施解密， 產生一個 大整數m
m = RSADP((n,d), c)
如果RSADP輸出'ciphertext representative out of range'(意味c>=n), 就輸出』decryption error」
c. 轉換 m 為長度為k的EM串
EM = I2OSP(m, k)
3. EME-PKCS1-v1_5 解碼：將EM分為 非零的PS串 和 消息 M
EM = 0×00 || 0×02 || PS || 0×00 || M
如果EM不是上面給出的格式，或者PS的長度小於8個位元組， 那麼就輸出』decryption error』

5. 輸出明文消息M

——————–
簽名 RSASSA-PSS-SIGN (K, M)
輸入 K 簽名者的RSA私鑰
M 代簽名的消息，一個位元組串
輸出 S 簽名，長度為k的位元組串，k是RSA molus n的位元組長度

步驟:
1. EMSA-PSS encoding: 對消息M實施EMSA-PSS編碼操作，產生一個長度為 [(modBits -1)/8]的編碼消息EM。 整數 OS2IP(EM)的位長最多是 modBits-1, modBits是RSA molus n的位長度
EM = EMSA-PSS-ENCODE (M, modBits – 1)

注意：如果modBits-1 能被8整除，EM的位元組長比k小1；否則EM位元組長為k

2. RSA簽名:
a. 將編碼後的消息 EM 轉換成一個大整數m
m = OS2IP(EM)
b. 對私鑰K和消息m 實施 RSASP1 簽名，產生一個 大整數s表示的簽名
s = RSASP1 (K, m)
c. 把大整數s轉換成 長度為k的字串簽名S
S = I2OSP(s, k)
3.輸出簽名S
———–
驗證簽名 RSASSA-PSS-VERIFY ((n, e), M, S)
輸入： (n,e) 簽名者的公鑰
M 簽名者 發來的消息，一個字串
S 待驗證的簽名， 一個長度為k的字串。k是RSA Molus n的長度
輸出： 』valid signature』 或者 『invalid signature』
步驟：
1. 長度檢查: 如果簽名S的長度不是k, 輸出』invalid signature』

2. RSA驗證
a) 將簽名S轉換成一個大整數s
s = OS2IP (S)
b) 對公鑰 (n,e) 和 s 實施 RSAVP1 驗證， 產生一個 大整數m
m = RSAVP1 ((n, e), s)
c) 將m 轉換成編碼的消息EM,長度 emLen = [ (modBits -1)/8 ] 位元組。 modBits是RSA molus n的位長
EM = I2OSP (m, emLen)
注意： 如果 modBits-1可以被8整除，那麼emLen = k-1,否則 emLen = k

3. EMSA-PSS驗證： 對消息M和編碼的EM實施一個 EMSA-PSS驗證操作，決定他們是否一致：
Result = EMSA-PSS-VERIFY (M, EM, modBits – 1)

4. 如果Result = 「consistent「，那麼輸出 」valid signature」
否則， 輸出 」invalid signature」

———–
簽名，還可以使用 EMSA-PKCS1-v1_5 encoding編碼方法 來產生 EM:
EM = EMSA-PKCS1-V1_5-ENCODE (M, k)

驗證簽名是，使用 EMSA-PKCS1-v1_5對 M產生第2個編碼消息EM』
EM』 = EMSA-PKCS1-V1_5-ENCODE (M, k) .

然後比較 EM和EM』 是否相同

———————

RSA的加密機制有兩種方案一個是RSAES-OAEP，另一個RSAES-PKCS1-v1_5。PKCS#1推薦在新的應用中使用RSAES- OAEP，保留RSAES-PKCS#1-v1_5跟老的應用兼容。它們兩的區別僅僅在於加密前編碼的方式不同。而加密前的編碼是為了提供了抵抗各種活動的敵對攻擊的安全機制。

PKCS#1的簽名機制也有種方案：RSASSA-PSS和RSASSA-PKCS1-v1_5。同樣，推薦RSASSA-PSS用於新的應用而RSASSA-PKCS1-v1_5用於兼容老的應用。

——————–

RSAES-OAEP-ENCRYPT ((n, e), M, L)
選項： Hash 散列函數(hLen 表示 散列函數的輸出的位元組串的長度）
MGF 掩碼生成函數
輸入: (n,e) 接收者的RSA公鑰(k表示RSA molus n的位元組長度）
M 待加密的消息，一個長度為mLen的位元組串 mLen <= k - 2 hLen -2
L 同消息關聯的可選的標簽，如果不提供L，就採用空串
輸出: C 密文，位元組長度為k
步驟：
1.長度檢查
a. 如果L的長度超過 hash函數的輸入限制(對於SHA-1, 是2^61 -1），輸出 label too long
b. mLen > k – 2hLen -2, 輸出 message too long
2. EME-OAEP編碼

說實話，我看了很久不太懂。。。。。。。

7. RSA加解密原理以及三種填充模式

如果需要理解RSA的加密原理，需要理解以下理論：

​ 等同於求一元二次方程 23 * d + 192 * y = 1

​ 可以求得其中一解為（d=167，y=-20）

​ 至此就完成了所有的計算

​ 對於上述例子的到公鑰（221，23）和私鑰（221，167）

在上述的計算過程中一共用到了

上面用到的數中只有公鑰部分是公開的，即（221，23）。那麼我們是否可以通過公鑰來推到出私鑰部分，即已知n和e，推到出d？

（1）ed 1(mod (n))，只有知道 (n)才能解出d

（2） (n)= (p) (q)= (p-1) (q-1)，只有知道p和q才能得到 (n)

（3）n=p q，就需要對n進行因式分解

那麼如果可以對n因式分解就可以求出d，也就意味著私匙被破解

那麼RSA加密的可靠性就在於對n因式分解的難度，而現在對一個整數n做因式分解並沒有巧妙的演算法，只有通過暴力破解計算。在實際應用中的n取值通常在1024位以上，而公開已知的可因式分解的最大數為768位。所以現階段來說RSA加密是可靠的。

現在我們就可以進行加密和解密了

我們使用上面生成的公鑰（221，23）來加密。如果我們需要加密的信息是m（ m必須為整數並且m要小於n ），m取56，可以用以下公式求出加密串c：

​ c (mod n)

​ 10 (mod 221)

可以求出加密後的結果c為10

密鑰為（221，167），加密結果c=10，可以使用以下公式求出被加密的信息

​ m (mod n) 即加密結果的d次方除以n的余數為m

​ 56 (mod 221)

RSA加密屬於塊加密演算法，總是在一個固定長度的塊上進行操作。如果被加密的字元串過長，則需要對字元串進行切割，如果字元串過短則需要進行填充。

以下主介紹一下RSA_PKCS1_PADDING填充模式以及RSA_NO_PADDING模式

此填充模式是最常用的填充模式，在此填充模式下輸入的長度受加密鑰的長度限制，輸入的最大長度為加密鑰的位數k-11。如果公鑰的長度為1024位即128位元組，那麼輸入的長度最多為128-11=117位元組。如果長度小於117就需要填充。如果輸入T的長度為55位元組，填充後的塊為EM，則EM格式如下：

EM= 0x00 || BT || PS || 0x00 || T

在此填充模式下，輸入的長度最多和RSA公鑰長度一樣長，如果小於公鑰長度則會在前面填充0x00。如果公鑰長度是128位元組，輸入T的長度為55位元組，填充後的塊為EM，則EM格式如下：

EM=P || T

參考：
http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/06/rsa_algorithm_part_one.html
http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/07/rsa_algorithm_part_two.html
https://my.oschina.net/3pgp/blog/749195

8. 公鑰密碼→RSA詳解

在對稱密碼中，由於加密和解密的密鑰是相同的，因此必須向接收者配送密鑰。用於解密的密鑰必須被配送給接收者，這一問題稱為 密鑰配送問題 ，如果使用公鑰密碼，則無需向接收者配送用於解密的密鑰，這樣就解決了密鑰配送問題。可以說公鑰密碼是密碼學歷史上最偉大的發明。

解決密鑰配送問題的方法

在人數很多的情況下，通信所需要的密鑰數量會增大，例如：1000名員工中每一個人都可以和另外999個進行通信，則每個人需要999個通信密鑰，整個密鑰數量：
1000 x 999 ÷ 2 = 499500
很不現實，因此此方法有一定的局限性

在Diffic-Hellman密鑰交換中，進行加密通信的雙方需要交換一些信息，而這些信息即便被竊聽者竊聽到也沒有問題（後續文章會進行詳解）。

在對稱密碼中，加密密鑰和解密密鑰是相同的，但公鑰密碼中，加密密鑰和解密密鑰卻是不同的。只要擁有加密密鑰，任何人都可以加密，但沒有解密密鑰是無法解密的。

公鑰密碼中，密鑰分為加密密鑰（公鑰）和解密密鑰（私鑰）兩種。

公鑰和私鑰是一一對應的，一對公鑰和私鑰統稱為密鑰對，由公鑰進行加密的密文，必須使用與該公鑰配對的私鑰才能夠解密。密鑰對中的兩個密鑰之間具有非常密切的關系——數學上的關系——因此公鑰和私鑰是不能分別單獨生成的。

發送者：Alice      接收者：Bob      竊聽者：Eve
通信過程是由接收者Bob來啟動的

公鑰密碼解決了密鑰配送的問題，但依然面臨著下面的問題

RSA是目前使用最廣泛的公鑰密碼演算法，名字是由它的三位開發者，即Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adleman的姓氏的首字母組成的（Rivest-Shamir-Adleman）。RSA可以被使用公鑰密碼和數字簽名（此文只針對公鑰密碼進行探討，數字簽名後續文章敬請期待）1983年在美國取得了專利，但現在該專利已經過期。

在RSA中，明文、密鑰和密文都是數字，RSA加密過程可以用下列公式來表達

密文 = 明文 ^E mod N

簡單的來說，RSA的密文是對代表明文的數字的 E 次方求mod N 的結果，換句話說：將明文和自己做 E 次乘法，然後將結果除以 N 求余數，這個余數就是密文。

RSA解密過程可以用下列公式來表達

明文 = 密文 ^D mod N
對表示密文的數字的 D 次方求mod N 就可以得到明文，換句話說：將密文和自己做 D 次乘法，在對其結果除以 N 求余數，就可以得到明文
此時使用的數字 N 和加密時使用的數字 N 是相同的，數 D 和數 N 組合起來就是RSA的解密密鑰，因此 D 和 N 的組合就是私鑰 。只要知道 D 和 N 兩個數的人才能夠完成解密的運算

根據加密和解密的公式可以看出，需要用到三個數—— E 、 D 和 N 求這三個數就是 生成密鑰對 ，RSA密鑰對的生成步驟如下：

准備兩個很大的質數 p 和 q ，將這兩個數相乘，結果就是 N
N = p x q

L 是 p-1 和 q-1 的最小公倍數，如果用lcm( X , Y )來表示 「 X 和 Y 的最小公倍數」 則L可以寫成下列形式
L = lcm ( p - 1， q - 1)

E 是一個比1大、比 L 小的數。 E 和 L 的最大公約數必須為1，如果用gcd( X , Y )來表示 X 和 Y 的最大公約數，則 E 和 L 之間存在下列關系：
1 < E < L
gcd( E , L ) = 1 （是為了保證一定存在解密時需要使用的數 D ）

1 < D < L
E x D mod L = 1

p = 17
q = 19
N = p x q = 17 x 19 = 323

L = lcm ( p - 1， q - 1) = lcm (16,18) = 144

gcd( E , L ) = 1
滿足條件的 E 有很多：5，7，11，13，17，19，23，25，29，31...
這里選擇5來作為 E ,到這里我們已經知道 E = 5    N = 323 這就是公鑰

E x D mod L = 1
D = 29 可以滿足上面的條件，因此：
公鑰： E = 5     N = 323
私鑰： D = 29    N = 323

要加密的明文必須是小於 N 的數，這是因為在加密運算中需要求 mod N 假設加密的明文是123
明文 ^E mod N = 123 ⁵ mod 323 = 225（密文）

對密文225進行解密
密文 ^D mod N = 225 ²⁹ mod 323 = 225 ¹⁰ x 225 ¹⁰ x 225 ⁹ mod 323 = (225 ¹⁰ mod 323) x (225 ¹⁰ mod 323) x (225 ⁹ mod 323) = 16 x 16 x 191 mod 323 = 48896 mod 323 = 123（明文）

如果沒有mod N 的話，即：

明文 = 密文 ^D mod N

通過密文求明文的難度不大，因為這可以看作是一個求對數的問題。
但是，加上mod N 之後，求明文就變成了求離散對數的問題，這是非常困難的，因為人類還沒有發現求離散對數的高效演算法。

只要知道 D ，就能夠對密文進行解密，逐一嘗試 D 來暴力破譯RSA，暴力破解的難度會隨著D的長度增加而加大，當 D 足夠長時，就不能再現實的時間內通過暴力破解找出數 D

目前，RSA中所使用的 p 和 q 的長度都是1024比特以上， N 的長度為2048比特以上，由於 E 和 D 的長度可以和N差不多，因此要找出 D ，就需要進行2048比特以上的暴力破解。這樣的長度下暴力破解找出 D 是極其困難的

E x D mod L = 1           L = lcm ( p - 1， q - 1)
由 E 計算 D 需要使用 p 和 q ，但是密碼破譯者並不知道 p 和 q

對於RSA來說，有一點非常重要，那就是 質數 p 和 q 不能被密碼破譯這知道 。把 p 和 q 交給密碼破譯者與把私鑰交給密碼破譯者是等價的。

p 和 q 不能被密碼破譯者知道，但是 N = p x q 而且 N 是公開的， p 和 q 都是質數，因此由 N 求 p 和 q 只能通過 將 N 進行質因數分解 ，所以說：
一旦發現了對大整數進行質因數分解的高效演算法，RSA就能夠被破譯

這種方法雖然不能破譯RSA，但卻是一種針對機密性的有效攻擊。

所謂中間人攻擊，就是主動攻擊者Mallory混入發送者和接收者的中間，對發送者偽裝成接收者，對接收者偽裝成發送者的攻擊，在這里，Mallory就是「中間人」

這種攻擊不僅針對RSA，而是可以針對任何公鑰密碼。在這個過程中，公鑰密碼並沒有被破譯，所有的密碼演算法也都正常工作並確保了機密性。然而，所謂的機密性並非在Alice和Bob之間，而是在Alice和Mallory之間，以及Mallory和Bob之間成立的。 僅靠公鑰密碼本身，是無法防禦中間人攻擊的。

要防禦中間人攻擊，還需要一種手段來確認所收到的公鑰是否真的屬於Bob，這種手段稱為認證。在這種情況下，我們可以使用公鑰的 證書 (後面會陸續更新文章來進行探討)

網路上很多伺服器在收到格式不正確的數據時都會向通信對象返回錯誤消息，並提示「這里的數據有問題」，然而，這種看似很貼心的設計卻會讓攻擊者有機可乘。 攻擊者可以向伺服器反復發送自己生成的偽造密文，然後分析返回的錯誤消息和響應時間獲得一些關於密鑰和明文的信息。

為了抵禦這種攻擊，可以對密文進行「認證」，RSA-OAEP(最優非對稱加密填充)正是基於這種思路設計的一種RSA改良演算法。

RSA-OAEP在加密時會在明文前面填充一些認證信息，包括明文的散列值以及一定數量的0，然後用RSA進行加密，在解密的過程中，如果解密後的數據的開頭沒有找到正確的認證信息，則可以判定有問題，並返回固定的錯誤消息（重點是，不能將具體的錯誤內容告知開發者）
RSA-OAEP在實際應用中，還會通過隨機數使得每次生成的密文呈現不同的排列方式，從而進一步提高安全性。

隨著計算機技術的進步等，以前被認為是安全的密碼會被破譯，這一現象稱為 密碼劣化 ，針對這一點：

9. 數據加密方式有哪些

對稱加密：三重DES、AES、SM4等
非對稱加密：RSA、SM2等
其他的保護數據隱私的方法還有同態加密、差分隱私、安全多方計算等
目前我們公司一直和上海安策信息合作的，安策信息研發了好幾種數據加密工具，包括加密狗、加密機、動態口令、加密工具等網路也有很多相關資料。

10. 加密基礎知識二 非對稱加密RSA演算法和對稱加密

上述過程中，出現了公鑰(3233,17)和私鑰(3233,2753)，這兩組數字是怎麼找出來的呢？參考 RSA演算法原理（二）
首字母縮寫說明：E是加密（Encryption）D是解密（Decryption）N是數字（Number）。

1.隨機選擇兩個不相等的質數p和q。
alice選擇了61和53。（實際應用中，這兩個質數越大，就越難破解。）

2.計算p和q的乘積n。
n = 61×53 = 3233
n的長度就是密鑰長度。3233寫成二進制是110010100001，一共有12位，所以這個密鑰就是12位。實際應用中，RSA密鑰一般是1024位，重要場合則為2048位。

3.計算n的歐拉函數φ(n)。稱作L
根據公式φ(n) = (p-1)(q-1)
alice算出φ(3233)等於60×52，即3120。

4.隨機選擇一個整數e，也就是公鑰當中用來加密的那個數字
條件是1< e < φ(n)，且e與φ(n) 互質。
alice就在1到3120之間，隨機選擇了17。（實際應用中，常常選擇65537。）

5.計算e對於φ(n)的模反元素d。也就是密鑰當中用來解密的那個數字
所謂"模反元素"就是指有一個整數d，可以使得ed被φ(n)除的余數為1。ed ≡ 1 (mod φ(n))
alice找到了2753，即17*2753 mode 3120 = 1

6.將n和e封裝成公鑰，n和d封裝成私鑰。
在alice的例子中，n=3233，e=17，d=2753，所以公鑰就是 (3233,17)，私鑰就是（3233, 2753）。

上述故事中，blob為了偷偷地傳輸移動位數6，使用了公鑰做加密，即6^17 mode 3233 = 824。alice收到824之後，進行解密，即824^2753 mod 3233 = 6。也就是說，alice成功收到了blob使用的移動位數。

再來復習一下整個流程：
p=17,q=19
n = 17 19 = 323
L = 16 18 = 144
E = 5(E需要滿足以下兩個條件：1<E<144,E和144互質)
D = 29(D要滿足兩個條件，1<D<144,D mode 144 = 1)
假設某個需要傳遞123，則加密後：123^5 mode 323 = 225
接收者收到225後，進行解密，225^ 29 mode 323 = 123

回顧上面的密鑰生成步驟，一共出現六個數字：
p
q
n
L即φ(n)
e
d
這六個數字之中，公鑰用到了兩個（n和e），其餘四個數字都是不公開的。其中最關鍵的是d，因為n和d組成了私鑰，一旦d泄漏，就等於私鑰泄漏。那麼，有無可能在已知n和e的情況下，推導出d？
（1）ed≡1 (mod φ(n))。只有知道e和φ(n)，才能算出d。
（2）φ(n)=(p-1)(q-1)。只有知道p和q，才能算出φ(n)。
（3）n=pq。只有將n因數分解，才能算出p和q。
結論：如果n可以被因數分解，d就可以算出，也就意味著私鑰被破解。
可是，大整數的因數分解，是一件非常困難的事情。目前，除了暴力破解，還沒有發現別的有效方法。維基網路這樣寫道："對極大整數做因數分解的難度決定了RSA演算法的可靠性。換言之，對一極大整數做因數分解愈困難，RSA演算法愈可靠。假如有人找到一種快速因數分解的演算法，那麼RSA的可靠性就會極度下降。但找到這樣的演算法的可能性是非常小的。今天只有短的RSA密鑰才可能被暴力破解。到2008年為止，世界上還沒有任何可靠的攻擊RSA演算法的方式。只要密鑰長度足夠長，用RSA加密的信息實際上是不能被解破的。"

然而，雖然RSA的安全性依賴於大數的因子分解，但並沒有從理論上證明破譯RSA的難度與大數分解難度等價。即RSA的重大缺陷是無法從理論上把握它的保密性能如何。此外，RSA的缺點還有：
A)產生密鑰很麻煩，受到素數產生技術的限制，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，較對稱密碼演算法慢幾個數量級；且隨著大數分解技術的發展，這個長度還在增加，不利於數據格式的標准化。因此， 使用RSA只能加密少量數據，大量的數據加密還要靠對稱密碼演算法 。

加密和解密是自古就有技術了。經常看到偵探電影的橋段，勇敢又機智的主角，拿著一長串毫無意義的數字苦惱，忽然靈光一閃，翻出一本厚書，將第一個數字對應頁碼數，第二個數字對應行數，第三個數字對應那一行的某個詞。數字變成了一串非常有意義的話：
Eat the beancurd with the peanut. Taste like the ham.

這種加密方法是將原來的某種信息按照某個規律打亂。某種打亂的方式就叫做密鑰(cipher code)。發出信息的人根據密鑰來給信息加密，而接收信息的人利用相同的密鑰，來給信息解密。 就好像一個帶鎖的盒子。發送信息的人將信息放到盒子里，用鑰匙鎖上。而接受信息的人則用相同的鑰匙打開。加密和解密用的是同一個密鑰，這種加密稱為對稱加密（symmetric encryption）。

如果一對一的話，那麼兩人需要交換一個密鑰。一對多的話，比如總部和多個特工的通信，依然可以使用同一套密鑰。 但這種情況下，對手偷到一個密鑰的話，就知道所有交流的信息了。 二戰中盟軍的情報戰成果，很多都來自於破獲這種對稱加密的密鑰。

為了更安全，總部需要給每個特工都設計一個不同的密鑰。如果是FBI這樣龐大的機構，恐怕很難維護這么多的密鑰。在現代社會，每個人的信用卡信息都需要加密。一一設計密鑰的話，銀行怕是要跪了。

對稱加密的薄弱之處在於給了太多人的鑰匙。如果只給特工鎖，而總部保有鑰匙，那就容易了。特工將信息用鎖鎖到盒子里，誰也打不開，除非到總部用唯一的一把鑰匙打開。只是這樣的話，特工每次出門都要帶上許多鎖，太容易被識破身份了。總部老大想了想，乾脆就把造鎖的技術公開了。特工，或者任何其它人，可以就地取材，按照圖紙造鎖，但無法根據圖紙造出鑰匙。鑰匙只有總部的那一把。

上面的關鍵是鎖和鑰匙工藝不同。知道了鎖，並不能知道鑰匙。這樣，銀行可以將「造鎖」的方法公布給所有用戶。 每個用戶可以用鎖來加密自己的信用卡信息。即使被別人竊聽到，也不用擔心：只有銀行才有鑰匙呢！這樣一種加密演算法叫做非對稱加密(asymmetric encryption)。非對稱加密的經典演算法是RSA演算法。它來自於數論與計算機計數的奇妙結合。

1976年，兩位美國計算機學家Whitfield Diffie 和 Martin Hellman，提出了一種嶄新構思，可以在不直接傳遞密鑰的情況下，完成解密。這被稱為"Diffie-Hellman密鑰交換演算法"。這個演算法啟發了其他科學家。人們認識到，加密和解密可以使用不同的規則，只要這兩種規則之間存在某種對應關系即可，這樣就避免了直接傳遞密鑰。這種新的加密模式被稱為"非對稱加密演算法"。

1977年，三位數學家Rivest、Shamir 和 Adleman 設計了一種演算法，可以實現非對稱加密。這種演算法用他們三個人的名字命名，叫做RSA演算法。從那時直到現在，RSA演算法一直是最廣為使用的"非對稱加密演算法"。毫不誇張地說，只要有計算機網路的地方，就有RSA演算法。

1.能「撞」上的保險箱（非對稱/公鑰加密體制，Asymmetric / Public Key Encryption）

數據加密解密和門鎖很像。最開始的時候，人們只想到了那種只能用鑰匙「鎖」數據的鎖。如果在自己的電腦上自己加密數據，當然可以用最開始這種門鎖的形式啦，方便快捷，簡單易用有木有。

但是我們現在是通信時代啊，雙方都想做安全的通信怎麼辦呢？如果也用這種方法，通信就好像互相發送密碼保險箱一樣…而且雙方必須都有鑰匙才能進行加密和解密。也就是說，兩個人都拿著保險箱的鑰匙，你把數據放進去，用鑰匙鎖上發給我。我用同樣的鑰匙把保險箱打開，再把我的數據鎖進保險箱，發送給你。

這樣看起來好像沒什麼問題。但是，這裡面 最大的問題是：我們兩個怎麼弄到同一個保險箱的同一個鑰匙呢？ 好像僅有的辦法就是我們兩個一起去買個保險箱，然後一人拿一把鑰匙，以後就用這個保險箱了。可是，現代通信社會，絕大多數情況下別說一起去買保險箱了，連見個面都難，這怎麼辦啊？

於是，人們想到了「撞門」的方法。我這有個可以「撞上」的保險箱，你那裡自己也買一個這樣的保險箱。通信最開始，我把保險箱打開，就這么開著把保險箱發給你。你把數據放進去以後，把保險箱「撞」上發給我。撞上以後，除了我以外，誰都打不開保險箱了。這就是RSA了，公開的保險箱就是公鑰，但是我有私鑰，我才能打開。

2.數字簽名
這種鎖看起來好像很不錯，但是鎖在運輸的過程中有這么一個嚴重的問題：你怎麼確定你收到的開著的保險箱就是我發來的呢？對於一個聰明人，他完全可以這么干：
(a)裝作運輸工人。我現在把我開著的保險箱運給對方。運輸工人自己也弄這么一個保險箱，運輸的時候把保險箱換成他做的。
(b)對方收到保險箱後，沒法知道這個保險箱是我最初發過去的，還是運輸工人替換的。對方把數據放進去，把保險箱撞上。
(c)運輸工人往回運的時候，用自己的鑰匙打開自己的保險箱，把數據拿走。然後復印也好，偽造也好，弄出一份數據，把這份數據放進我的保險箱，撞上，然後發給我。
從我的角度，從對方的角度，都會覺得這數據傳輸過程沒問題。但是，運輸工人成功拿到了數據，整個過程還是不安全的，大概的過程是這樣：

這怎麼辦啊？這個問題的本質原因是，人們沒辦法獲知，保險箱到底是「我」做的，還是運輸工人做的。那乾脆，我們都別做保險箱了，讓權威機構做保險箱，然後在每個保險箱上用特殊的工具刻上一個編號。對方收到保險箱的時候，在權威機構的「公告欄」上查一下編號，要是和保險箱上的編號一樣，我就知道這個保險箱是「我」的，就安心把數據放進去。大概過程是這樣的：

如何做出刻上編號，而且編號沒法修改的保險箱呢？這涉及到了公鑰體制中的另一個問題：數字簽名。
要知道，刻字這種事情吧，誰都能幹，所以想做出只能自己刻字，還沒法讓別人修改的保險箱確實有點難度。那麼怎麼辦呢？這其實困擾了人們很長的時間。直到有一天，人們發現：我們不一定非要在保險箱上刻規規矩矩的字，我們乾脆在保險箱上刻手寫名字好了。而且，刻字有點麻煩，乾脆我們在上面弄張紙，讓人直接在上面寫，簡單不費事。具體做法是，我們在保險箱上嵌進去一張紙，然後每個出產的保險箱都讓權威機構的CEO簽上自己的名字。然後，CEO把自己的簽名公開在權威機構的「公告欄」上面。比如這個CEO就叫「學酥」，那麼整個流程差不多是這個樣子：

這個方法的本質原理是，每個人都能夠通過筆跡看出保險箱上的字是不是學酥CEO簽的。但是呢，這個字體是學酥CEO唯一的字體。別人很難模仿。如果模仿我們就能自己分辨出來了。要是實在分辨不出來呢，我們就請一個筆跡專家來分辨。這不是很好嘛。這個在密碼學上就是數字簽名。

上面這個簽字的方法雖然好，但是還有一個比較蛋疼的問題。因為簽字的樣子是公開的，一個聰明人可以把公開的簽字影印一份，自己造個保險箱，然後把這個影印的字也嵌進去。這樣一來，這個聰明人也可以造一個相同簽字的保險箱了。解決這個問題一個非常簡單的方法就是在看保險箱上的簽名時，不光看字體本身，還要看字體是不是和公開的字體完全一樣。要是完全一樣，就可以考慮這個簽名可能是影印出來的。甚至，還要考察字體是不是和其他保險櫃上的字體一模一樣。因為聰明人為了欺騙大家，可能不影印公開的簽名，而影印其他保險箱上的簽名。這種解決方法雖然簡單，但是驗證簽名的時候麻煩了一些。麻煩的地方在於我不僅需要對比保險箱上的簽名是否與公開的筆跡一樣，還需要對比得到的簽名是否與公開的筆跡完全一樣，乃至是否和所有發布的保險箱上的簽名完全一樣。有沒有什麼更好的方法呢？

當然有，人們想到了一個比較好的方法。那就是，學酥CEO簽字的時候吧，不光把名字簽上，還得帶上簽字得日期，或者帶上這個保險箱的編號。這樣一來，每一個保險箱上的簽字就唯一了，這個簽字是學酥CEO的簽名+學酥CEO寫上的時間或者編號。這樣一來，就算有人偽造，也只能偽造用過的保險箱。這個問題就徹底解決了。這個過程大概是這么個樣子：

3 造價問題（密鑰封裝機制，Key Encapsulation Mechanism）
解決了上面的各種問題，我們要考慮考慮成本了… 這種能「撞」門的保險箱雖然好，但是這種鎖造價一般來說要比普通的鎖要高，而且鎖生產時間也會變長。在密碼學中，對於同樣「結實」的鎖，能「撞」門的鎖的造價一般來說是普通鎖的上千倍。同時，能「撞」門的鎖一般來說只能安裝在小的保險櫃裡面。畢竟，這么復雜的鎖，裝起來很費事啊！而普通鎖安裝在多大的保險櫃上面都可以呢。如果兩個人想傳輸大量數據的話，用一個大的保險櫃比用一堆小的保險櫃慢慢傳要好的多呀。怎麼解決這個問題呢？人們又想出了一個非常棒的方法：我們把兩種鎖結合起來。能「撞」上的保險櫃裡面放一個普通鎖的鑰匙。然後造一個用普通的保險櫃來鎖大量的數據。這樣一來，我們相當於用能「撞」上的保險櫃發一個鑰匙過去。對方收到兩個保險櫃後，先用自己的鑰匙把小保險櫃打開，取出鑰匙。然後在用這個鑰匙開大的保險櫃。這樣做更棒的一個地方在於，既然對方得到了一個鑰匙，後續再通信的時候，我們就不再需要能「撞」上的保險櫃了啊，在以後一定時間內就用普通保險櫃就好了，方便快捷嘛。

以下參考 數字簽名、數字證書、SSL、https是什麼關系？
4.數字簽名（Digital Signature）
數據在瀏覽器和伺服器之間傳輸時，有可能在傳輸過程中被冒充的盜賊把內容替換了，那麼如何保證數據是真實伺服器發送的而不被調包呢，同時如何保證傳輸的數據沒有被人篡改呢，要解決這兩個問題就必須用到數字簽名，數字簽名就如同日常生活的中的簽名一樣，一旦在合同書上落下了你的大名，從法律意義上就確定是你本人簽的字兒，這是任何人都沒法仿造的，因為這是你專有的手跡，任何人是造不出來的。那麼在計算機中的數字簽名怎麼回事呢？數字簽名就是用於驗證傳輸的內容是不是真實伺服器發送的數據，發送的數據有沒有被篡改過，它就干這兩件事，是非對稱加密的一種應用場景。不過他是反過來用私鑰來加密，通過與之配對的公鑰來解密。
第一步：服務端把報文經過Hash處理後生成摘要信息Digest，摘要信息使用私鑰private-key加密之後就生成簽名，伺服器把簽名連同報文一起發送給客戶端。
第二步：客戶端接收到數據後，把簽名提取出來用public-key解密，如果能正常的解密出來Digest2，那麼就能確認是對方發的。
第三步：客戶端把報文Text提取出來做同樣的Hash處理，得到的摘要信息Digest1，再與之前解密出來的Digist2對比，如果兩者相等，就表示內容沒有被篡改，否則內容就是被人改過了。因為只要文本內容哪怕有任何一點點改動都會Hash出一個完全不一樣的摘要信息出來。

5.數字證書（Certificate Authority）
數字證書簡稱CA，它由權威機構給某網站頒發的一種認可憑證，這個憑證是被大家（瀏覽器）所認可的，為什麼需要用數字證書呢，難道有了數字簽名還不夠安全嗎？有這樣一種情況，就是瀏覽器無法確定所有的真實伺服器是不是真的是真實的，舉一個簡單的例子：A廠家給你們家安裝鎖，同時把鑰匙也交給你，只要鑰匙能打開鎖，你就可以確定鑰匙和鎖是配對的，如果有人把鑰匙換了或者把鎖換了，你是打不開門的，你就知道肯定被竊取了，但是如果有人把鎖和鑰匙替換成另一套表面看起來差不多的，但質量差很多的，雖然鑰匙和鎖配套，但是你卻不能確定這是否真的是A廠家給你的，那麼這時候，你可以找質檢部門來檢驗一下，這套鎖是不是真的來自於A廠家，質檢部門是權威機構，他說的話是可以被公眾認可的（呵呵）。
同樣的， 因為如果有人（張三）用自己的公鑰把真實伺服器發送給瀏覽器的公鑰替換了，於是張三用自己的私鑰執行相同的步驟對文本Hash、數字簽名，最後得到的結果都沒什麼問題，但事實上瀏覽器看到的東西卻不是真實伺服器給的，而是被張三從里到外（公鑰到私鑰）換了一通。那麼如何保證你現在使用的公鑰就是真實伺服器發給你的呢？我們就用數字證書來解決這個問題。數字證書一般由數字證書認證機構（Certificate Authority）頒發，證書裡麵包含了真實伺服器的公鑰和網站的一些其他信息，數字證書機構用自己的私鑰加密後發給瀏覽器，瀏覽器使用數字證書機構的公鑰解密後得到真實伺服器的公鑰。這個過程是建立在被大家所認可的證書機構之上得到的公鑰，所以這是一種安全的方式。

常見的對稱加密演算法有DES、3DES、AES、RC5、RC6。非對稱加密演算法應用非常廣泛，如SSH,
HTTPS, TLS，電子證書，電子簽名，電子身份證等等。
參考 DES/3DES/AES區別