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1、基于RSA加密算法 在當(dāng)今的信息社會中，每天都有大量的信息在傳輸、交換、存儲和處理，而這些處理過程幾乎都要依賴強(qiáng)大的計算機(jī)系統(tǒng)來完成?！ ⊥ǔ１Ｕ暇W(wǎng)絡(luò)信息安全的方法有兩大類：一是以防火墻技術(shù)為代表的被動防衛(wèi)型，二是建立在數(shù)據(jù)加密，用戶授權(quán)確認(rèn)機(jī)制上的開放型網(wǎng)絡(luò)安全保障技術(shù)。數(shù)據(jù)加密技術(shù)是可以與防火墻配合使用的一種安全技術(shù)，這種技術(shù)可以提高信息系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的安全性和保密性、防止秘密數(shù)據(jù)被外部破解所采用的主要技術(shù)手段之一?！ ⊥ǔＧ闆r是將這兩種加密模式結(jié)合起來共同使用，即可保證網(wǎng)內(nèi)用戶的數(shù)據(jù)安全，又可提供用戶之間的身份鑒別與認(rèn)證?！ 鴥?nèi)
2、外現(xiàn)狀5 RSA被廣泛應(yīng)用于各種安全或認(rèn)證領(lǐng)域，如web服務(wù)器和瀏覽器信息安全、Email的安全和認(rèn)證、對遠(yuǎn)程登錄的安全保證和各種電子信用卡系統(tǒng)的核心。硬件上，如安全電話、以太網(wǎng)卡和智能卡也多采用RSA技術(shù)。而幾乎所Internet安全協(xié)議如S/MIME，SSL和S/WAN都引入了RSA加密方法。IS09796標(biāo)準(zhǔn)把RSA列為一種兼容的加密算法，使得RSA的應(yīng)用目前非常廣泛。RSA模數(shù)n=pq是RSA算法的安全性的核心。如果模數(shù)n被分解，則RSA體制立刻被攻破。如果RSA算法是安全的，那么n=pq必須足夠大，使得因式分解模數(shù)n在計算
3、上不可行的?；诎踩钥紤]，實(shí)際應(yīng)用中所選擇的素數(shù)p和q至少應(yīng)該為100位以上的十進(jìn)制數(shù)，相應(yīng)的模數(shù)n=pq將是200位的十進(jìn)制數(shù)。CEShannon建議使用至少100位長度大素數(shù)，從而得到長度為200位以上的大整數(shù)模數(shù)n?！ SA算法的缺點(diǎn)是加密速度慢，模數(shù)n的長度越大，加/解密運(yùn)算所需要的時間就越長，算法實(shí)現(xiàn)的速度也就越慢。為了盡可能使用大的模數(shù)而又不影響系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的速度，實(shí)際應(yīng)用中通常使用專門的硬件實(shí)現(xiàn)RSA算法?！ ∽钪匾挠绊懰俣鹊膶?shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)是加/解密中的大數(shù)運(yùn)算。大數(shù)模冪乘運(yùn)算是RSA算法的核心運(yùn)算，也是運(yùn)算速度提高的關(guān)鍵。
4、高效的大數(shù)模冪乘算法可以有效提高系統(tǒng)速度。需要每做一次平方或乘法運(yùn)算后，就要作一次模運(yùn)算，當(dāng)n的值很大時，做一次模運(yùn)算所需的時間比做一次平方或一次乘法所需的時間更多，是影響算法實(shí)現(xiàn)速度的關(guān)鍵。但在實(shí)際加密解密過程中，n可能是幾個數(shù)的乘積，如RSA算法中，n是兩個大素數(shù)的乘積。這時可通過中國剩余定理進(jìn)行變換，降低指數(shù)的數(shù)量級. 一、數(shù)據(jù)通信中的加密技術(shù) 隨著信息化的應(yīng)用水平不斷提高，尤其是電子政務(wù)和電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的信息安全問題越來越引起全社會的重視。數(shù)字化辦公和生活面臨一系列的嚴(yán)重“威脅”。由于互聯(lián)網(wǎng)的開放性，我們面臨
5、各種各樣的安全威脅。網(wǎng)上傳輸?shù)泥]件可能被截取，信息的內(nèi)容可能被篡改；電子商務(wù)過程中，信用卡帳號和密碼可能暴露在第二者面前；一些人可能會假冒合法用戶身份或者假冒網(wǎng)站來用于一些非法目的，而事后又對自己的行為進(jìn)行抵賴：系統(tǒng)可能由于黑客的攻擊而無法提供有效的服務(wù)。這些問題給計算機(jī)從業(yè)人員揭示信息安全問題的嚴(yán)重性。5 因此如何保證信息的機(jī)密性、完整性、不可抵賴性、有效性，成為網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)注的核心問題。人們由此采用防火墻和數(shù)據(jù)加密等技術(shù)來保障網(wǎng)絡(luò)本身的安全。 1.1數(shù)據(jù)加密技術(shù)的起源和發(fā)展 早在互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)之前，密碼技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事和民用
6、方面。有記載的最早的密碼系統(tǒng)可能是希一臘歷史學(xué)家Polybios發(fā)明的Polvbios格板，它是一種替換密碼系統(tǒng)。人們很早以前將密碼系統(tǒng)分為代替和換位密碼兩種。 從密碼史的發(fā)展來看，1949年，信息論的創(chuàng)始人仙農(nóng)（C.E.Shannon）發(fā)表了一篇著名的文章，論證了一般經(jīng)典加密方法都是可以破解的。到了60年代，隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展及結(jié)構(gòu)代數(shù)、可計算性理論和復(fù)雜度理論的研究，密碼學(xué)又進(jìn)入了一個新的時期。我們當(dāng)前所應(yīng)用的密碼體制，都是屬于近代非經(jīng)典的密碼體制。70年代后期出現(xiàn)的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)DES（DataFncryptionSt
7、andard）和公開密鑰密碼（非對稱密碼）體制（Publickeycrypto一system）是近代密碼學(xué)發(fā)展史上的兩個重要里程碑?！ ∧壳埃钪_密鑰密碼體制是RSA體制，它是由美國MIT的二位科學(xué)家Rivest，Shamir不IIAdleman于1976年提出的，是一種基于數(shù)論中大數(shù)分解的理論。由于RSA的安全性和實(shí)用性，它是當(dāng)前使用最廣泛的公鑰密碼系統(tǒng)，即可以進(jìn)行加密，也可以進(jìn)行數(shù)字簽名。保障了數(shù)據(jù)的完整性、機(jī)密性，解決了身份認(rèn)證問題和不可抵賴性問題. 1.2數(shù)據(jù)加密的方法 數(shù)據(jù)加密的方法通常分為兩大類：對稱式加密體制5
8、（常規(guī)密鑰密碼體制）和非對稱式加密體制（公開密鑰密碼體制）?！ ΨQ式加密就是加密和解密使用同一個密鑰，通常稱之為"SessionKey”這種加密技術(shù)曾經(jīng)被廣泛采用，其原理如圖2-1所示。如美國政府所采用的DES加密標(biāo)準(zhǔn)
