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公钥密码体制

随着通信的飞速发展,信息安全也越来越显得重要。计算机密码体制的基本思想就是将要保护的信息变成伪装信息,只有合法的接收者才能从中得到真实的信息。密码体制有对称密钥体制和非对称密钥体制之分,非对称密钥体制也叫做公钥密码体制。

对称密码体制是一种传统密码体制,也称为私钥密码体制。在对称加密系统中,加密和解密采用相同的密钥。因为加解密密钥相同,需要通信的双方必须选择和保存他们共同的密钥,各方必须信任对方不会将密钥泄密出去,这样就可以实现数据的机密性和完整性。

非对称密码体制也叫公钥加密技术,该技术就是针对私钥密码体制的缺陷被提出来的。在公钥加密系统中,加密和解密是相对独立的,加密和解密会使用两把不同的密钥,加密密钥(公开密钥)向公众公开,谁都可以使用,解密密钥(秘密密钥)只有解密人自己知道,非法使用者根据公开的加密密钥无法推算出解密密钥,顾其可称为公钥密码体制。

采用分组密码、序列密码等对称密码体制时,加解密双方所用的密钥都是秘密的,而且需要定期更换,新的密钥总是要通过某种秘密渠道分配给使用方,在传递的过程中,稍有不慎,就容易泄露。

公钥密码加密密钥通常是公开的,而解密密钥是秘密的,由用户自己保存,不需要往返交换和传递,大大减少了密钥泄露的危险性。同时,在网络通信中使用对称密码体制时,网络内任何两个用户都需要使用互不相同的密钥,只有这样,才能保证不被第三方窃听,因而N个用户就要使用N(N–1)/2个密钥。对称密钥技术由于其自身的局限性,无法提供网络中的数字签名。这是因为数字签名是网络中表征人或机构的真实性的重要手段,数字签名的数据需要有惟一性、私有性,而对称密钥技术中的密钥至少需要在交互双方之间共享,因此,不满足惟一性、私有性,无法用做网络中的数字签名。相比之下,公钥密码技术由于存在一对公钥和私钥,私钥可以表征惟一性和私有性,而且经私钥加密的数据只能用与之对应的公钥来验证,其他人无法仿冒,所以,可以用做网络中的数字签名服务。

具体而言,一段消息以发送方的私钥加密之后,任何拥有与该私钥相对应的公钥的人均可将它解密。由于该私钥只有发送方拥有,且该私钥是密藏不公开的,所以,以该私钥加密的信息可看做发送方对该信息的签名,其作用和现实中的手工签名一样有效而且具有不可抵赖性。

长期以来的日常生活中,对于重要的文件,为了防止对文件的否认、伪造、篡改等等的破坏,传统的方法是在文件上手写签名。但是在计算机系统中无法使用手写签名,而代之对应的数字签名机制。数字签名应该能实现手写签名的作用,其本质特征就是仅能利用签名者的私有信息产生签名。因此,当它被验证时,它也能被信任的第三方(如法官)在任一时刻证明只有私有信息的唯一掌握者才能产生此签名。

由于非对称密码体制的特点,对于数字签名的实现比在对称密码体制下要有效和简单的多。

现实生活中很多都有应用,举个例子:我们用银行卡在ATM机上取款,首先,我们要有一张银行卡(硬件部分),其次我们要有密码(软件部分)。ATM机上的操作就是一个应用系统,如果缺一部分就无法取到钱,这就是双因子认证的事例。因为系统要求两部分(软的、硬的)同时正确的时候才能得到授权进入系统,而这两部分因为一软一硬,他人即使得到密码,因没有硬件不能使用;或者得到硬件,因为没有密码还是无法使用硬件。这样弥补了“密码+用户名”认证中,都是纯软的,容易扩散,容易被得到的缺点。

知识点:

密码体制也叫密码系统,是指能完整地解决信息安全中的机密性、数据完整性、认证、身份识别、可控性及不可抵赖性等问题中的一个或几个的一个系统。对一个密码体制的正确描述,需要用数学方法清楚地描述其中的各种对象、参数、解决问题所使用的算法等。