什么是RSA
RSA算法是第一個能同時用于加密和數字簽名的算法,也易于理解和操作。
RSA是被研究得最廣泛的公鑰算法,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。RSA的安全性依賴于大數的因子分解,但并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,而且密碼學界多數人士傾向于因子分解不是NPC問題。
RSA的缺點主要有: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 600 bits以上,使運算代價很高,尤其是速度較慢,較對稱密碼算法慢幾個數量級;且隨著大數分解技術的發展,這個長度還在增加,不利于數據格式的標準化。目前,SET(Secure Electronic Transaction)協議中要求CA采用2048比特長的密鑰,其他實體使用1024比特的密鑰。
這種算法1978年就出現了,它是第一個既能用于數據加密也能用于數字簽名的算法。它易于理解和操作,也很流行。算法的名字以發明者的名字命名:Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman。
RSA算法是一種非對稱密碼算法,所謂非對稱,就是指該算法需要一對密鑰,使用其中一個加密,則需要用另一個才能解密。
RSA的算法涉及三個參數,n、e1、e2。
其中,n是兩個大質數p、q的積,n的二進制表示時所占用的位數,就是所謂的密鑰長度。
e1和e2是一對相關的值,e1可以任意取,但要求e1與(p-1)*(q-1)互質;再選擇e2,要求(e2*e1)mod((p-1)*(q-1))=1。
(n及e1),(n及e2)就是密鑰對。
RSA加解密的算法完全相同,設A為明文,B為密文,則:A=B^e1 mod n;B=A^e2 mod n;
e1和e2可以互換使用,即:
A=B^e2 mod n;B=A^e1 mod n;
一、RSA 的安全性
RSA的安全性依賴于大數分解,但是否等同于大數分解一直未能得到理論上的證明,因為沒有證明破解 RSA就一定需要作大數分解。假設存在一種無須分解大數的算法,那它肯定可以修改成為大數分解算法。目前, RSA 的一些變種算法已被證明等價于大數分解。不管怎樣,分解n是最顯然的攻擊方法。現在,人們已能分解多個十進制位的大素數。因此,模數n 必須選大一些,因具體適用情況而定。
二、RSA的速度
由于進行的都是大數計算,使得RSA最快的情況也比DES慢上倍,無論是軟件還是硬件實現。速度一直是RSA的缺陷。一般來說只用于少量數據加密。
三、RSA的選擇密文攻擊
RSA在選擇密文攻擊面前很脆弱。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。然后,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 = X^d *M^d mod n
前面已經提到,這個固有的問題來自于公鑰密碼系統的最有用的特征--每個人都能使用公鑰。但從算法上無法解決這一問題,主要措施有兩條:一條是采用好的公鑰協議,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 HashFunction 對文檔作HASH處理,或
四、RSA的公共模數攻擊
若系統中共有一個模數,只是不同的人擁有不同的e和d,系統將是危險的。最普遍的情況是同一信息用不同的公鑰加密,這些公鑰共模而且互質,那末該信息無需私鑰就可得到恢復。設P為信息明文,兩個加密密鑰為e1和e2,公共模數是n,則:
C1 = P^e1 mod n
C2 = P^e2 mod n
密碼分析者知道n、e1、e2、C1和C2,就能得到P。
因為e1和e2互質,故用Euclidean算法能找到r和s,滿足:
r * e1 + s * e2 = 1
假設r為負數,需再用Euclidean算法計算C1^(-1),則
( C1^(-1) )^(-r) * C2^s = P mod n
另外,還有其它幾種利用公共模數攻擊的方法。總之,如果知道給定模數的一對e和d,一是有利于攻擊者分解模數,一是有利于攻擊者計算出其它成對的e’和d’,而無需分解模數。解決辦法只有一個,那就是不要共享模數n。
RSA的小指數攻擊。 有一種提高 RSA速度的建議是使公鑰e取較小的值,這樣會使加密變得易于實現,速度有
所提高。但這樣作是不安全的,對付辦法就是e和d都取較大的值。
RSA算法是第一個能同時用于加密和數字簽名的算法,也易于理解和操作。RSA是被研究得最廣泛的公鑰算法,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。RSA的安全性依賴于大數的因子分解,但并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,而且密碼學界多數人士傾向于因子分解不是NPC問題。 RSA的缺點主要有: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 600 bits 以上,使運算代價很高,尤其是速度較慢,較對稱密碼算法慢幾個數量級;且隨著大數分解技術的發展,這個長度還在增加,不利于數據格式的標準化。目前,SET( Secure Electronic Transaction )協議中要求CA采用比特長的密鑰,其他實體使用比特的密鑰。