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cjsrsa加密

发布时间: 2023-04-01 13:30:57

1. RSA  加密算法(原理篇)

前几天看到一句话,“我们中的很多人把一生中最灿烂的笑容大部分都献给了手机和电脑屏幕”。心中一惊,这说明了什么?手机和电脑已经成为了我们生活中的一部分,所以才会有最懂你的不是你,也不是你男朋友,而是大数据。

如此重要的个人数据,怎样才能保证其在互联网上的安全传输呢?当然要靠各种加密算法。说起加密算法,大家都知道有哈希、对称加密和非对称加密了。哈希是一个散列函数,具有不可逆操作;对称加密即加密和解密使用同一个密钥,而非对称加密加密和解密自然就是两个密钥了。稍微深入一些的,还要说出非对称加密算法有DES、3DES、RC4等,非对称加密算法自然就是RSA了。那么当我们聊起RSA时,我们又在聊些什么呢?今天笔者和大家一起探讨一下,有不足的地方,还望各位朋友多多提意见,共同进步。

RSA简介:1976年由麻省理工学院三位数学家共同提出的,为了纪念这一里程碑式的成就,就用他们三个人的名字首字母作为算法的命名。即 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)。

公钥:用于加密,验签。

私钥:解密,加签。

通常知道了公钥和私钥的用途以后,即可满足基本的聊天需求了。但是我们今天的主要任务是来探究一下RSA加解密的原理。

说起加密算法的原理部分,肯定与数学知识脱不了关系。

我们先来回忆几个数学知识:

φn = φ(A*B)=φ(A)*φ(B)=(A-1)*(B-1)。

这个公式主要是用来计算给定一个任意的正整数n,在小于等于n的正整数中,有多少个与n构成互质的关系。

其中n=A*B,A与B互为质数,但A与B本身并不要求为质数,可以继续展开,直至都为质数。

在最终分解完成后,即 φ(N) = φ(p1)*φ(p2)*φ(p3)... 之后,p1,p2,p3都是质数。又用到了欧拉函数的另一个特点,即当p是质数的时候,φp = p - 1。所以有了上面给出的欧拉定理公式。

举例看一下:

计算15的欧拉函数,因为15比较小,我们可以直接看一下,小于15的正整数有 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14。和15互质的数有1、2、4、7、8、11、13、14一共四个。

对照我们刚才的欧拉定理: 。

其他感兴趣的,大家可以自己验证。

之所以要在这里介绍欧拉函数,我们在计算公钥和私钥时候,会用到。

如果两个正整数m 和 n 互质,那么m 的 φn 次方减1,可以被n整除。

 其中  .

其中当n为质数时,那么  上面看到的公式就变成了

 mod n   1.

这个公式也就是着名的 费马小定理 了。

如果两个正整数e和x互为质数,那么一定存在一个整数d,不止一个,使得 e*d - 1 可以被x整除,即 e * d mode x   1。则称 d 是 e 相对于 x的模反元素。

了解了上面所讲的欧拉函数、欧拉定理和模反元素后,就要来一些化学反应了,请看图:

上面这幅图的公式变化有没有没看明白的,没看明白的咱们评论区见哈。

最终我们得到了最重要的第5个公式的变形,即红色箭头后面的:

 mod n   m。

其中有几个关系,需要搞明白,m 与 n 互为质数,φn = x,d 是e相对于x的模反元素。

有没有看到一些加解密的雏形。

从 m 到 m。 这中间涵盖了从加密到解密的整个过程,但是缺少了我们想要的密文整个过程。

OK,下面引入本文的第四个数学公式:

我们来看一下整个交换流程:

1、客户端有一个数字13,服务端有一个数字15;

2、客户端通过计算 3的13次方 对 17 取余,得到数字12; 将12发送给服务端;同时服务端通过计算3的15次方,对17取余,得到数字6,将6发送给客户端。至此,整个交换过程完成。

3、服务端收到数字12以后,继续计算,12的15次方 对 17取余,得到 数字10。

4、客户端收到数字 6以后,继续计算,6的13次方 对 17 取余,得到数字 10。

有没有发现双方,最终得到了相同的内容10。但是这个数字10从来没有在网络过程中出现过。

好,讲到这里,可能有些人已经恍然大悟,这就是加密过程了,但是也有人会产生疑问,为什么要取数字3 和 17 呢,这里还牵涉到另一个数学知识,原根的问题。即3是17的原根。看图

有没有发现规律,3的1~16次方,对17取余,得到的整数是从1~16。这时我们称3为17的原根。也就是说上面的计算过程中有一组原根的关系。这是最早的迪菲赫尔曼秘钥交换算法。

解决了为什么取3和17的问题后,下面继续来看最终的RSA是如何产生的:

还记得我们上面提到的欧拉定理吗,其中 m 与 n 互为质数,n为质数,d 是 e 相对于 φn的模反元素。

当迪菲赫尔曼密钥交换算法碰上欧拉定理会产生什么呢?

我们得到下面的推论:

好,到这里我们是不是已经看到了整个的加密和解密过程了。

其中 m 是明文;c 是密文; n 和 e 为公钥;d 和 n 为私钥 。

其中几组数字的关系一定要明确:

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

2、m 小于 n,上面在讲迪菲赫尔曼密钥交换算法时,提到原根的问题,在RSA加密算法中,对m和n并没有原根条件的约束。只要满足m与n互为质数,n为质数,且m < n就可以了。

OK,上面就是RSA加密算法的原理了,经过上面几个数学公式的狂轰乱炸,是不是有点迷乱了,给大家一些时间理一下,后面会和大家一起来验证RSA算法以及RSA为什么安全。

2. java rsa私钥加密

java rsa私钥加密是什么?让我们一起来了解一下吧!

java rsa私钥加密是一种加密算法。私钥加密算法是用私钥来进行加密与解密信息。私钥加密也被称作对称加密,原因是加密与解密使用的秘钥是同一个。

RSA加密需要注意的事项如下:

1. 首先产生公钥与私钥

2. 设计加密与解密的算法

3. 私钥加密的数据信息只能由公钥可以解密

4. 公钥加密的数据信息只能由私钥可以解密

实战演练,具体步骤如下: public class RsaCryptTools {     private static final String CHARSET = "utf-8";     private static final Base64.Decoder decoder64 = Base64.getDecoder();     private static final Base64.Encoder encoder64 = Base64.getEncoder();       /**      * 生成公私钥      * @param keySize      * @return      * @throws NoSuchAlgorithmException      */     public static SecretKey generateSecretKey(int keySize) throws NoSuchAlgorithmException {         //生成密钥对         KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");         keyGen.initialize(keySize, new SecureRandom());         KeyPair pair = keyGen.generateKeyPair();         PrivateKey privateKey = pair.getPrivate();         PublicKey publicKey = pair.getPublic();         //这里可以将密钥对保存到本地         return new SecretKey(encoder64.encodeToString(publicKey.getEncoded()), encoder64.encodeToString(privateKey.getEncoded()));     }     /**      * 私钥加密      * @param data      * @param privateInfoStr      * @return      * @throws IOException      * @throws InvalidCipherTextException      */     public static String encryptData(String data, String privateInfoStr) throws IOException, InvalidKeySpecException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, NoSuchPaddingException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException {           Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getPrivateKey(privateInfoStr));         return encoder64.encodeToString(cipher.doFinal(data.getBytes(CHARSET)));     }       /**      * 公钥解密      * @param data      * @param publicInfoStr      * @return      */     public static String decryptData(String data, String publicInfoStr) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException, InvalidKeyException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException, UnsupportedEncodingException {         byte[] encryptDataBytes=decoder64.decode(data.getBytes(CHARSET));         //解密         Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getPublicKey(publicInfoStr));         return new String(cipher.doFinal(encryptDataBytes), CHARSET);     }     private static PublicKey getPublicKey(String base64PublicKey) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {         X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(base64PublicKey.getBytes()));         KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");         return keyFactory.generatePublic(keySpec);     }     private static PrivateKey getPrivateKey(String base64PrivateKey) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {         PrivateKey privateKey = null;         PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(base64PrivateKey.getBytes()));         KeyFactory keyFactory = null;         keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");         privateKey = keyFactory.generatePrivate(keySpec);         return privateKey;     }       /**      * 密钥实体      * @author hank      * @since 2020/2/28 0028 下午 16:27      */     public static class SecretKey {         /**          * 公钥          */         private String publicKey;         /**          * 私钥          */         private String privateKey;           public SecretKey(String publicKey, String privateKey) {             this.publicKey = publicKey;             this.privateKey = privateKey;         }           public String getPublicKey() {             return publicKey;         }           public void setPublicKey(String publicKey) {             this.publicKey = publicKey;         }           public String getPrivateKey() {             return privateKey;         }           public void setPrivateKey(String privateKey) {             this.privateKey = privateKey;         }           @Override         public String toString() {             return "SecretKey{" +                     "publicKey='" + publicKey + '\'' +                     ", privateKey='" + privateKey + '\'' +                     '}';         }     }       private static void writeToFile(String path, byte[] key) throws IOException {         File f = new File(path);         f.getParentFile().mkdirs();           try(FileOutputStream fos = new FileOutputStream(f)) {             fos.write(key);             fos.flush();         }     }       public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, IOException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException, InvalidKeyException, InvalidKeySpecException {         SecretKey secretKey = generateSecretKey(2048);         System.out.println(secretKey);         String enStr = encryptData("你好测试测试", secretKey.getPrivateKey());         System.out.println(enStr);         String deStr = decryptData(enStr, secretKey.getPublicKey());         System.out.println(deStr);         enStr = encryptData("你好测试测试hello", secretKey.getPrivateKey());         System.out.println(enStr);         deStr = decryptData(enStr, secretKey.getPublicKey());         System.out.println(deStr);     }   }

3. RSA加解密原理以及三种填充模式

如果需要理解RSA的加密原理,需要理解以下理论:

​ 等同于求一元二次方程 23 * d + 192 * y = 1

​ 可以求得其中一解为(d=167,y=-20)

​ 至此就完成了所有的计算

​ 对于上述例子的到公钥(221,23)和私钥(221,167)

在上述的计算过程中一共用到了

上面用到的数中只有公钥部分是公开的,即(221,23)。那么我们是否可以通过公钥来推到出私钥部分,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,就需要对n进行因式分解

那么如果可以对n因式分解就可以求出d,也就意味着私匙被破解

那么RSA加密的可靠性就在于对n因式分解的难度,而现在对一个整数n做因式分解并没有巧妙的算法,只有通过暴力破解计算。在实际应用中的n取值通常在1024位以上,而公开已知的可因式分解的最大数为768位。所以现阶段来说RSA加密是可靠的。

现在我们就可以进行加密和解密了

我们使用上面生成的公钥(221,23)来加密。如果我们需要加密的信息是m( m必须为整数并且m要小于n ),m取56,可以用以下公式求出加密串c:

c (mod n)

10 (mod 221)

可以求出加密后的结果c为10

密钥为(221,167),加密结果c=10,可以使用以下公式求出被加密的信息

m (mod n) 即加密结果的d次方除以n的余数为m

56 (mod 221)

RSA加密属于块加密算法,总是在一个固定长度的块上进行操作。如果被加密的字符串过长,则需要对字符串进行切割,如果字符串过短则需要进行填充。

以下主介绍一下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,在此填充模式下输入的长度受加密钥的长度限制,输入的最大长度为加密钥的位数k-11。如果公钥的长度为1024位即128字节,那么输入的长度最多为128-11=117字节。如果长度小于117就需要填充。如果输入T的长度为55字节,填充后的块为EM,则EM格式如下:

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

在此填充模式下,输入的长度最多和RSA公钥长度一样长,如果小于公钥长度则会在前面填充0x00。如果公钥长度是128字节,输入T的长度为55字节,填充后的块为EM,则EM格式如下:

EM=P || T

参考:
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

4. 用RSA对下列数据实现加密和解密:

分类: 电脑/网络 >> 程序设计 >> 其他编程语言
问题描述:

用RSA对下列数据实现加密和解密:

a. p=3,q=11,e=7;M=5

b. p=7,q=11,e=3;M=9

解析:

拜托:老大,你的家庭作业也来问?

你自己学吧:下面是课文^

RSA加密算法

该算法于1977年由美国麻省理工学院MIT(Massachusetts Institute of Technology)的Ronal Rivest,Adi Shamir和Len Adleman三位年轻教授提出,并以三人的姓氏Rivest,Shamir和Adlernan命名为RSA算法。该算法利用了数论领域的一个事实,那就是虽然把两个大质数相乘生成一个合数是件十分容易的事情,但要把一个合数分解为两个质数却十分困难。合数分解问题目前仍然是数学领域尚未解决的一大难题,至今没有任何高效的分解方法。与Diffie-Hellman算法相比,RSA算法具有明显的优越性,因为它无须收发双方同时参与加密过程,且非常适合于电子函件系统的加密。

RSA算法可以表述如下:

(1) 密钥配制。假设m是想要传送的报文,现任选两个很大的质数p与q,使得:

(12-1);

选择正整数e,使得e与(p-1)(q-1)互质;这里(p-1)(q-1)表示二者相乘。再利用辗转相除法,求得d,使得:

(12-2);

其中x mod y是整数求余运算,其结果是x整除以y后剩余的余数,如5 mod 3 = 2。

这样得:

(e,n),是用于加密的公共密钥,可以公开出去;以及

(d,n),是用于解密的专用钥匙,必须保密。

(2) 加密过程。使用(e,n)对明文m进行加密,算法为:

(12-3);

这里的c即是m加密后的密文。

(3) 解密过程。使用(d,n)对密文c进行解密,算法为:

(12-4);

求得的m即为对应于密文c的明文。

RSA算法实现起来十分简捷,据说英国的一位程序员只塌仔用了3行Perl程序便实现了加密和解密运算。

RSA算法建立在正整数求余运算基础之上,同时还保持了指数运算的性质,这一点我们不难证明。例如:

(12-5);

(12-6)。

RSA公共密钥加密算法的核心是欧拉(Euler)函数ψ。对于正整数n,ψ(n)定义为小于n且与n互质的正整数的个数。例如ψ(6) = 2,这是因为小于6且与6互质的数有1和5共两个数;再如ψ(7) = 6,这是因为互质数有1,2,3,5,6共6个。

欧拉在公元前300多年就发现了ψ函数的一个十分有趣的性质,那就是对于任意小于n且与n互质的正整数m,总有mψ(n) mod n = 1。例如,5ψ(6) mod 6 = 52 mod 6= 25 mod 6 =1。也就是说,在对n求余的运算下,ψ(n)指数具有周期性。

当n很小时,计算ψ(n)并不难,使用穷举法即可求出;但当n很大时,计算ψ(n)就十分困难了,其运算量与判断n是否为质数的情况相当。不过在特殊情况下,利用ψ函数的两个性质,可以极大地减少运算量。

性质1:如果p是质数,则ψ(p) = (p-1)。

性质2:如果p与q均为质数,则ψ(p·q) = ψ(p)·ψ(q) = (p-1)(q-1)。

RSA算法正是注意到这两条性质来设计公共密钥加密系统的,p与q的乘积n可以作为公共密钥公布出来,而n的因子p和q则包含在专用密钥中,可以用来解密。如果解密需要用到ψ(n),衡桐收信方由于知道因子p和q,可以方便地算出ψ(n) = (p-咐衫坦1)(q-1)。如果窃听者窃得了n,但由于不知道它的因子p与q,则很难求出ψ(n)。这时,窃听者要么强行算出ψ(n),要么对n进行因数分解求得p与q。然而,我们知道,在大数范围内作合数分解是十分困难的,因此窃密者很难成功。

有了关于ψ函数的认识,我们再来分析RSA算法的工作原理:

(1) 密钥配制。设m是要加密的信息,任选两个大质数p与q,使得 ;选择正整数e,使得e与ψ(n) = (p-1)(q-1)互质。

利用辗转相除法,计算d,使得ed mod ψ(n) = ,即ed = kψ(n) +1,其中k为某一正整数。

公共密钥为(e,n),其中没有包含任何有关n的因子p和q的信息。

专用密钥为(d,n),其中d隐含有因子p和q的信息。

(2) 加密过程。使用公式(12-3)对明文m进行加密,得密文c。

(3) 解密过程。使用(d,n)对密文c进行解密,计算过程为:

cd mod n = (me mod n)d mod n

= med mod n

= m(kψ(n) + 1) mod n

= (mkψ(n) mod n)·(m mod n)

= m

m即为从密文c中恢复出来的明文。

例如,假设我们需要加密的明文代码信息为m = 14,则:

选择e = 3,p = 5,q = 11;

计算出n = p·q = 55,(p-1)(q-1) = 40,d = 27;

可以验证:(e·d) mod (p-1)(q-1) = 81 mod 40 = 1;

加密:c = me mod n = 143 mod 55 = 49;

解密:m = cd mod n = 4927 mod 55 = 14。

关于RSA算法,还有几点需要进一步说明:

(1) 之所以要求e与(p-1)(q-1)互质,是为了保证 ed mod (p-1)(q-1)有解。

(2) 实际操作时,通常先选定e,再找出并确定质数p和q,使得计算出d后它们能满足公式(12-3)。常用的e有3和65537,这两个数都是费马序列中的数。费马序列是以17世纪法国数学家费马命名的序列。

(3) 破密者主要通过将n分解成p·q的办法来解密,不过目前还没有办法证明这是唯一的办法,也可能有更有效的方法,因为因数分解问题毕竟是一个不断发展的领域,自从RSA算法发明以来,人们已经发现了不少有效的因数分解方法,在一定程度上降低了破译RSA算法的难度,但至今还没有出现动摇RSA算法根基的方法。

(4) 在RSA算法中,n的长度是控制该算法可靠性的重要因素。目前129位、甚至155位的RSA加密勉强可解,但目前大多数加密程序均采用231、308甚至616位的RSA算法,因此RSA加密还是相当安全的。

据专家测算,攻破512位密钥RSA算法大约需要8个月时间;而一个768位密钥RSA算法在2004年之前无法攻破。现在,在技术上还无法预测攻破具有2048位密钥的RSA加密算法需要多少时间。美国Lotus公司悬赏1亿美元,奖励能破译其Domino产品中1024位密钥的RSA算法的人。从这个意义上说,遵照SET协议开发的电子商务系统是绝对安全的。

5. RSA算法加密

RSA加密算法是一种典型的非对称加密算法,它基于大数的因式分解数学难题,它也是应用最广泛的非对称加密算法,于1978年由美国麻省理工学院(MIT)的三位学着:Ron Rivest、Adi Shamir 和 Leonard Adleman 共同提出。

它的原理较为简单,假设有消息发送方A和消息接收方B,通过下面的几个步骤,就可以完成消息的加密传递:
消息发送方A在本地构建密钥对,公钥和私钥;
消息发送方A将产生的公钥发送给消息接收方B;
B向A发送数据时,通过公钥进行加密,A接收到数据后通过私钥进行解密,完成一次通信;
反之,A向B发送数据时,通过私钥对数据进行加密,B接收到数据后通过公钥进行解密。
由于公钥是消息发送方A暴露给消息接收方B的,所以这种方式也存在一定的安全隐患,如果公钥在数据传输过程中泄漏,则A通过私钥加密的数据就可能被解密。
如果要建立更安全的加密消息传递模型,需要消息发送方和消息接收方各构建一套密钥对,并分别将各自的公钥暴露给对方,在进行消息传递时,A通过B的公钥对数据加密,B接收到消息通过B的私钥进行解密,反之,B通过A的公钥进行加密,A接收到消息后通过A的私钥进行解密。
当然,这种方式可能存在数据传递被模拟的隐患,但可以通过数字签名等技术进行安全性的进一步提升。由于存在多次的非对称加解密,这种方式带来的效率问题也更加严重。

6. 密码学基础(三):非对称加密(RSA算法原理)

加密和解密使用的是两个不同的秘钥,这种算法叫做非对称加密。非对称加密又称为公钥加密,RSA只是公钥加密的一种。

现实生活中有签名,互联网中也存在签名。签名的作用有两个,一个是身份验证,一个是数据完整性验证。数字签名通过摘要算法来确保接收到的数据没有被篡改,再通过签名者的私钥加密,只能使用对应的公钥解密,以此来保证身份的一致性。

数字证书是将个人信息和数字签名放到一起,经由CA机构的私钥加密之后生成。当然,不经过CA机构,由自己完成签名的证书称为自签名证书。CA机构作为互联网密码体系中的基础机构,拥有相当高级的安全防范能力,所有的证书体系中的基本假设或者前提就是CA机构的私钥不被窃取,一旦 CA J机构出事,整个信息链将不再安全。

CA证书的生成过程如下:

证书参与信息传递完成加密和解密的过程如下:

互质关系:互质是公约数只有1的两个整数,1和1互质,13和13就不互质了。
欧拉函数:表示任意给定正整数 n,在小于等于n的正整数之中,有多少个与 n 构成互质关系,其表达式为:

其中,若P为质数,则其表达式可以简写为:

情况一:φ(1)=1
1和任何数都互质,所以φ(1)=1;

情况二:n 是质数, φ(n)=n-1
因为 n 是质数,所以和小于自己的所有数都是互质关系,所以φ(n)=n-1;

情况三:如果 n 是质数的某一个次方,即 n = p^k ( p 为质数,k 为大于等于1的整数),则φ(n)=(p-1)p^(k-1)
因为 p 为质数,所以除了 p 的倍数之外,小于 n 的所有数都是 n 的质数;

情况四:如果 n 可以分解成两个互质的整数之积,n = p1 × p2,则φ(n) = φ(p1p2) = φ(p1)φ(p2)

情况五:基于情况四,如果 p1 和 p2 都是质数,且 n=p1 × p2,则φ(n) = φ(p1p2) = φ(p1)φ(p2)=(p1-1)(p2-1)

而 RSA 算法的基本原理就是欧拉函数中的第五种情况,即: φ(n)=(p1-1)(p2-1);

如果两个正整数 a 和 n 互质,那么一定可以找到整数 b,使得 ab-1 被 n 整除,或者说ab被n除的余数是1。这时,b就叫做a的“模反元素”。欧拉定理可以用来证明模反元素必然存在。

可以看到,a的 φ(n)-1 次方,就是a对模数n的模反元素。

n=p x q = 3233,3233写成二进制是110010100001,一共有12位,所以这个密钥就是12位。

在实际使用中,一般场景下选择1024位长度的数字,更高安全要求的场景下,选择2048位的数字,这里作为演示,选取p=61和q=53;

因为n、p、q都为质数,所以φ(n) = (p-1)(q-1)=60×52= 3120

注意,这里是和φ(n) 互互质而不是n!假设选择的值是17,即 e=17;

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。表示为:(ed-1)=φ(n) y --> 17d=3120y+1,算出一组解为(2753,15),即 d=2753,y=-15,也就是(17 2753-1)/3120=15。

注意,这里不能选择3119,否则公私钥相同??

公钥:(n,e)=(3233,2753)
私钥:(n,d)=(3233,17)

公钥是公开的,也就是说m=p*q=3233是公开的,那么怎么求e被?e是通过模反函数求得,17d=3120y+1,e是公开的等于17,这时候想要求d就要知道3120,也就是φ(n),也就是φ(3233),说白了,3233是公开的,你能对3233进行因数分解,你就能知道d,也就能破解私钥。

正常情况下,3233我们可以因数分解为61*53,但是对于很大的数字,人类只能通过枚举的方法来因数分解,所以RSA安全性的本质就是:对极大整数做因数分解的难度决定了RSA算法的可靠性。换言之,对一极大整数做因数分解愈困难,RSA算法愈可靠。

人类已经分解的最大整数是:

这个人类已经分解的最大整数为232个十进制位,768个二进制位,比它更大的因数分解,还没有被报道过,因此目前被破解的最长RSA密钥就是768位。所以实际使用中的1024位秘钥基本安全,2048位秘钥绝对安全。

网上有个段子:

已经得出公私钥的组成:
公钥:(n,e)=(3233,2753)
私钥:(n,d)=(3233,17)
加密的过程就是

解密过程如下:

其中 m 是要被加密的数字,c 是加密之后输出的结果,且 m < n ,其中解密过程一定成立可以证明的,这里省略证明过程。

总而言之,RSA的加密就是使用模反函数对数字进行加密和求解过程,在实际使用中因为 m < n必须成立,所以就有两种加密方法:

对称加密存在虽然快速,但是存在致命的缺点就是秘钥需要传递。非对称加密虽然不需要传递秘钥就可以完成加密和解密,但是其致命缺点是速度不够快,不能用于高频率,高容量的加密场景。所以才有了两者的互补关系,在传递对称加密的秘钥时采用非对称加密,完成秘钥传送之后采用对称加密,如此就可以完美互补。

7. RSA加解密演算与暴力破解12位

大家都知道RSA是非对称加密,解密方生成公钥和密钥,公钥公开给加密方加密,密钥留给自己解密是不公开的。

1.随机选两个质数,我们用p、q来代替 (质数的数值越大位数就越多可靠性就越高)
假设我们取了47与59
p = 47
q = 59

2.计算这两个质数的乘积,用n代替
n = 47 x 59 = 2773

n的长度就是密钥长度。2773写成二进制是101011010101,一共有12位,所以这庆陪宽个密钥就是12位。实际应用中,RSA密钥一誉亮般是1024位,重要场合则为2048位。

3.计算n的欧拉函数φ(n)
欧拉函数公式:φ(n) = (p-1)(q-1)
代入:φ(2773) = (47 - 1) x (59 - 1) = 46 x 58 = 2668

4.随机选择一个整数e,条件是1< e < φ(n),且e与φ(n) 互质
那么我们就在1到2668之间,随机选择了17
e = 17

5.计算e对于φ(n)的模反元素d
模反元素公式: ax ≡ 1 (mod b)
这是欧拉定理推导出来的,若a、b互质则a乘以一个整数除以b的余数是1。这个整数就是a与b的模反元素。
该公式可以写成:ax - b = 1 则 x = (1 + b) / a

代入: d = (1 + φ(n)) / e = (1 + 2668) / 17 = 157
是一个整数,但很多情况下结果不一定是整数,我们为了计算的方便,在公式里追加一个整数k: x = (1 + kb) / a,加上k来乘以b并不影响余数1的结果。

重新代入: d = (1 + kφ(n)) / e = (1 + k x 2668) / 23
即得到一个线性方程
求解的坐标点(k,d)有很多 (1,157)、(18,2825)、(35,5493) ....
我们随机出一个坐标点: (1,157)
即:d = 157

6.将n和e封装成公钥,n和d封装成私钥
即公开的公钥为:n = 2773,e = 17
保密的私钥为:n = 2773,d = 157
就是这样子12位RSA的公私钥生成好了!

假设我们加密一个字符"A"
再用数值表示,一般用Unicode或ASCII码表示
转ASCII码十进制为65,我们用m来代替明文,c来代替密文
m = 65
RSA加密公式:m e ≡ c (mod n)
RSA加密公式由欧拉函数公式与反模元素公式推导出来

代入:c = 65 17 % 2773 = 601
这样密文就出来了!

RSA解密公式:c d ≡ m (mod n)
RSA解密公式由欧拉函数公式与反模元素公式推导出来

代入:m = 601 157 % 2773 = 65
这样明文就出来了!

因为p、q、n、φ(n)、e、d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

由此可见推导出d就必须因数分解出p和q
公钥里面有n = 2773
那么暴力破解的方法就是把2773因数分解出两个相乘的质数。

最简单的方法就是遍历穷举质数的乘积:
<pre>
var distNum = 2773;
var numList = [];
var p = 1;
var q = 1;
for(var i = 1; i < 100; i++) {
var isGetResult = false; // 是乱脊否找到结果
var isUseful = true; // 是否质数
var isHave = false; // 是否在质数列表中存在
for(var j = 0; j < numList.length; j++) {
if(numList[j] == i) {
isHave = true;
break;
}
}
for(var k = 2; k < i; k++ ) {
if(i % k == 0) {
isUseful = false;
break;
}
}
if(!isHave && isUseful) {
numList.push(i); // 加入质数列表
// 匹配乘积
for(var n = 0; n < numList.length; n++) {
if(i != numList[n] && i * numList[n] == distNum) {
p = i;
q = numList[n];
isGetResult = true;
break;
}
}
}
console.log(JSON.stringify(numList));
if(isGetResult) {
console.log('p = ' + p);
console.log('q = ' + q);
break;
}
}
</pre>

运行结果:

RSA加密的可靠性是基于因数分解的计算难度,但随着量子计算、云计算的发达,现在用的1024位RSA甚至2048位RSA都面临着挑战,据说40个量子比特位相当于一台超级计算机。

您的意见是我改善的东西,欢迎评论提建议,如果对您有帮助,请点个赞,谢谢~~
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8. 如何使用javascript进行RSA/ECB/PKCS1Padding算法加密

javascript rsa加密/java使用Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding")解密
1)服务器端获得生成密钥对;
2)javascript使用公钥加密;
3)java获得密文使用私钥解密;

9. 对于加密的总结(AES,RSA)

跟第三方联调的时候会碰到各种加密算法,所以总结一下。

AES不是将拿到的明文一次性加密,而是分组加密,就是先将明文切分成长度相等的块,每块大小128bit,再对每一小块进行加密。那么问题就来了,并不是所有的原始明文串能被等分成128bit,例如原串大小200bit,那么第二个块只有72bit,所以就需要对第二个块进行填充处理,让第二个块的大小达到128bit。常见的填充模式有

不进行填充,要求原始加密串大小必须是128bit的整数倍;

假设块大小8字节,如果这个块跟8字节还差n个字节,那么就在原始块填充n,直到满8字节。例:块{1,2,3},跟8字节差了5个字节,那么补全后的结果{1,2,3,5,5,5,5,5}后面是五个5,块{1,2,3,..7}跟8字节差了1个字节,那么补全后就是{1,2,3,...,7,1},就是补了一个1。

如果恰好8字节又选择了PKCS5Padding填充方式呢?块{1,2,3...8}填充后变成{1,2,3...8,8...8},原串后面被补了8个8,这样做的原因是方便解密,只需要看最后一位就能算出原块的大小是多少。

跟PKCS5Padding的填充方式一样,不同的是,PKCS5Padding只是对8字节的进行填充,PKCS7Padding可以对1~256字节大小的block进行填充。openssl里aes的默认填充方式就是PKCS7Padding

AES有多种加密模式,包括:ECB,CBC,CTR,OCF,CFB,最常见的还是ECB和CBC模式。

最简单的一种加密模式,每个块进行独立加密,块与块之间加密互不影响,这样就能并行,效率高。
虽然这样加密很简单,但是不安全,如果两个块的明文一模一样,那么加密出来的东西也一模一样。

openssl的相关函数:

CBC模式中引入了一个新的概念,初始向量iv。iv的作用就是为了防止同样的明文块被加密成同样的内容。原理是第一个明文块跟初始向量做异或后加密,第二个块跟第一个密文块做异或再加密,依次类推,避免了同样的块被加密成同样的内容。

openssl相关函数:

敲黑板!! 所以跟第三方对接的时候,如果对面说他们用aes加密,务必对他们发起灵魂三问:

签名的作用是让接受方验证你传过去的数据没有被篡改;加密的作用是保证数据不被窃取。

原理:你有一个需要被验签的原串A。

步骤一:选择hash算法将A进行hash得到hash_a;

步骤二:将hash_a进行加密,得到加密值encrypt_a;

步骤三:将原串A和加密的encrypt_a发给第三方,第三方进行验签。第三方先解密encrypt_a,得到一个hash值hash_a1,然后对原串A使用同样的hash算法进行hash,得到的即为加密前的hash_a,如果hash_a = hash_a1, 那么验签成功。

rsa使用私钥对信息加密来做签名,使用公钥解密去验签。
openssl相关函数:

注意:两个函数中的m,是原串hash后的值,type表示生成m的算法,例如NID_sha256表示使用sha256对原串进行的hash,返回1为签名成功或者验签成功,-1位为失败。

再次敲黑板!! 所以如果第三方说使用rsa验签,要让对方告知他们的hash算法。

首先明确,私钥加密不等于签名。加密的时候,使用使用公钥加密,第三方使用你的私钥进行解密。
openssl里公钥加密函数为RSA_public_encrypt,私钥解密函数为RSA_private_decrypt,具体的可以自己去查看下官方文档。

rsa也涉及到了填充方式,所以对接的时候也要问清楚

在使用公钥进行加密时,会发现每次加密出的结果都不一样,但使用私钥加密时,每次的结果都一样,网上查了一圈,说是因为填充方式的原因。

官方文档说明:

那么为什么一定要使用私钥做签名,公钥做加密,而不是公钥做签名,私钥做加密呢?
举个栗子:

10. RSA 加密解密

RSA 是一种非对称加密算法,很多表单的密码都采用 RSA 加密。
使用 RSA 一般需要先产生一对公钥和私钥,当采用公钥丛橘毕伍宽加密时,使用私钥解密;采用私钥加密时,使用公钥解密。

执行结果如下:

在实际应用中,我们可以先执行 genKeyPair 先生成一对密钥,将该对密钥保存在配置文件中,然后在加密时,调用 encrypt(str, publicKey) 方法使用公钥对文本进行加密,在解密时,调用 decrypt(strEn, privateKey) 方法使用私钥对文本进行解密,渗芹即可。

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