RSA的安全性---學(xué)習(xí)筆記(不包含數(shù)學(xué)關(guān)系的推導(dǎo))-創(chuàng)新互聯(lián)

最近了解了RSA算法的安全性的基本原理，簡單記錄一下方便以后回顧(不包含數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)以及產(chǎn)生大質(zhì)數(shù)和求模反元素的具體算法)。

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RSA加密解密的數(shù)學(xué)公式：

c=m^e%n

m=c^d%n

需要的數(shù)學(xué)條件：

滿足如下數(shù)學(xué)條件后就可以保證上面兩個(gè)公式成立（具體推導(dǎo)略去，純數(shù)學(xué)上的證明）

1.φ(n)是n的歐拉函數(shù)(任意給定正整數(shù)n，求在小于等于n的正整數(shù)中，有多少個(gè)與n互質(zhì)的正整數(shù))

2.e是一個(gè)小于φ(n)且與n互質(zhì)的正整數(shù)

3.d是e對于φ(n)的模反元素 (ed%φ(n)==1)

RSA的使用：

1.生成兩個(gè)大質(zhì)數(shù)p和q

2.通過將兩個(gè)大的質(zhì)數(shù)相乘得到n作為安全系數(shù)：

n=p*q,順便得到φ(n)=φ(p*q)=(p-1)(q-1) 。因?yàn)橐蚴椒纸獾碾y度，只要n比較大，這個(gè)p和q以及φ(n)外界很難破解.

3.隨機(jī)選取e作為公鑰(通常是65537)

4.求一個(gè)d作為私鑰(使用擴(kuò)展歐幾里得算法求e對于φ(n)的模反元素，顯然φ(n)對于求私鑰是必要的)

5.使用c=m^e%n對m進(jìn)行加密以得到密文c,用m=c^d%n解密

或使用m=c^d%n對c進(jìn)行數(shù)字簽名，用c=m^e%n來驗(yàn)證簽名

RSA安全性的保證：

加密或驗(yàn)證簽名所需要的公鑰和安全系數(shù)n都是公開的，而解密或數(shù)字簽名所必須的私鑰是非公開的，想要求得私鑰d(ed%φ(n)==1) 就必須得知φ(n)=φ(p*q)=(p-1)(q-1)。

而p和q是很難通過對n進(jìn)行因式分解得到的，也就很難破解RSA。

（總結(jié)）RSA涉及的算法

1.產(chǎn)生兩個(gè)大質(zhì)數(shù)的方法(準(zhǔn)備安全系數(shù))

2.擴(kuò)展歐幾里得算法求私鑰的算法

擴(kuò)展歐幾里得算法是根據(jù)兩個(gè)整數(shù)a,b求出三個(gè)整數(shù)x,y,d，其中d為a和b的大公約數(shù),ax+by=d

私鑰d是公鑰e對于n的歐拉函數(shù)φ(n)的模反元素(ed%φ(n)==1)

ed%φ(n)==1 得到ed-kφ(n)=1   (e和φ(n)互質(zhì),所以1是e和φ(n)的大公約數(shù))。

于是把e和φ(n)作為擴(kuò)展歐幾里得算法的輸入，d和-k就成為一組輸出，求得了一個(gè)可能為負(fù)值的d。在d上增加φ(n)使其為正，也是可以保證ed-kφ(n)=1  (相應(yīng)把k變化即可)。

擴(kuò)展歐幾里得算法，一方面要求a和b的大公約數(shù),(被除數(shù)和除數(shù)的大公約數(shù)，等于除數(shù)和余數(shù)的大公約數(shù)，如此遞歸下去,直到得到的余數(shù)為0，則上一步的除數(shù)為大公約數(shù)),一方面要求x和y。因?yàn)槊看芜f歸時(shí)ax+by=bx'+(a%b)y',新舊xy存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，是可以和最小公約數(shù)一起遞歸求解的

（每次遞歸后，x=y;y=t-a/b*y;）。直到遞歸到余數(shù)為0時(shí),此時(shí)ax+by=d中b為0,a為d，可令x為1,y為0，遞歸終止。

3.加密解密

c=m^e%n

m=c^d%n

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新聞標(biāo)題：RSA的安全性---學(xué)習(xí)筆記(不包含數(shù)學(xué)關(guān)系的推導(dǎo))-創(chuàng)新互聯(lián)
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