RAS加解密详解
RSA算法是现今使用最广泛的公钥密码算法,也是号称地球上最安全的加密算法。在了解RSA算法之前,先熟悉下几个术语
根据密钥的使用方法,可以将密码分为对称密码和公钥密码
对称密码:加密和解密使用同一种密钥的方式
公钥密码:加密和解密使用不同的密码的方式,因此公钥密码通常也称为非对称密码。
RSA的加密过程可以使用一个通式来表达
也就是说RSA加密是对明文的E次方后除以N后求余数的过程。就这么简单?对,就是这么简单。
从通式可知,只要知道E和N任何人都可以进行RSA加密了,所以说E、N是RSA加密的密钥,也就是说 E和N的组合就是公钥 ,我们用(E,N)来表示公钥
不过E和N不并不是随便什么数都可以的,它们都是经过严格的数学计算得出的,关于E和N拥有什么样的要求及其特性后面会讲到。顺便啰嗦一句E是加密(Encryption)的首字母,N是数字(Number)的首字母
RSA的解密同样可以使用一个通式来表达
也就是说对密文进行D次方后除以N的余数就是明文,这就是RSA解密过程。知道D和N就能进行解密密文了,所以D和N的组合就是私钥
从上述可以看出RSA的加密方式和解密方式是相同的,加密是求“E次方的mod N”;解密是求“D次方的mod N”
此处D是解密(Decryption)的首字母;N是数字(Number)的首字母。
小结下
既然公钥是(E,N),私钥是(D,N)所以密钥对即为(E,D,N)但密钥对是怎样生成的?步骤如下:
准备两个质数p,q。这两个数不能太小,太小则会容易破解,将p乘以q就是N
L 是 p-1 和 q-1的最小公倍数,可用如下表达式表示
E必须满足两个条件:E是一个比1大比L小的数,E和L的***公约数为1
用gcd(X,Y)来表示X,Y的***公约数则E条件如下(gcd释义:greatest common divisor):
之所以需要E和L的***公约数为1是为了保证一定存在解密时需要使用的数D。现在我们已经求出了E和N也就是说我们已经生成了密钥对中的公钥了。
数D是由数E计算出来的。D、E和L之间必须满足以下关系:
只要D满足上述2个条件,则通过E和N进行加密的密文就可以用D和N进行解密。
简单地说条件2是为了保证密文解密后的数据就是明文。
现在私钥自然也已经生成了,密钥对也就自然生成了。
小结下:
我们用具体的数字来实践下RSA的密钥对对生成,及其加解密对全过程。为方便我们使用较小数字来模拟。
我们准备两个很小对质数,
p = 17
q = 19
N = p * q = 323
L = lcm(p-1, q-1)= lcm(16,18) = 144
144为16和18对最小公倍数
求E必须要满足2个条件:1 E L ,gcd(E,L)=1
即1 E 144,gcd(E,144) = 1
E和144互为质数,5显然满足上述2个条件
故E = 5
此时 公钥=(E,N)= (5,323)
求D也必须满足2个条件:1 D L,E*D mod L = 1
即1 D 144,5 * D mod 144 = 1
显然当D= 29 时满足上述两个条件
1 29 144
5*29 mod 144 = 145 mod 144 = 1
此时 私钥=(D,N)=(29,323)
准备的明文必须时小于N的数,因为加密或者解密都要mod N其结果必须小于N
假设明文 = 123
解密后的明文为123。
至此RSA的算法原理已经讲解完毕
ios怎么实现RAS加密解密,明文超过116字节怎么办?
可以通过制作自签名的x509证书(由于对安全性要求不高,我们并不需要使用CA认证的证书),再调用x509的相关API来进行加密。接下来记录一下整个流程。
***步,制作自签名的证书
1.最简单快捷的方法,打开Terminal,使用openssl(Mac OS X自带)生成私钥和自签名的x509证书。
openssl req -x509 -out public_key.der -outform der -new -newkey rsa:1024 -keyout private_key.pem -d***s 3650
按照命令行的提示输入内容就行了。
几个说明:
public_key.der是输出的自签名的x509证书,即我们要用的。
private_key.pem是输出的私钥,用来解密的,请妥善保管。
rsa:1024这里的1024是密钥长度,1024是比较安全的,如果需要更安全的话,可以用2048,但是加解密代价也会增加。
-d***s:证书过期时间,一定要加上这个参数,默认的证书过期时间是30天,一般我们不希望证书这么短就过期,所以写上比较合适的天数,例如这里的3650(10年)。
事实上,这一行命令包含了好几个步骤(我研究下面这些步骤的原因是我手头已经由一个private_key.pem私钥了,想直接用这个来生成x509证书,也就是用到了下面的2-3)
1)创建私钥
openssl genrsa -out private_key.pem 1024
2)创建证书请求(按照提示输入信息)
openssl req -new -out cert.csr -key private_key.pem
3)自签署根证书
openssl x509 -req -in cert.csr -out public_key.der -outform der -signkey private_key.pem -d***s 3650
2.验证证书。把public_key.der拖到xcode中,如果文件没有问题的话,那么就可以直接在xcode中打开,看到证书的各种信息。
第二步,使用public_key.der来进行加密。
1.导入Security.framework。
2.把public_key.der放到mainBundle中(一般直接拖到Xcode就行啦)。
3.从public_key.der读取公钥。
4.加密。
下面是参考代码(只能用于加密长度小于等于116字节的内容,适合于对密码进行加密。使用了ARC,不过还是要注意部分资源需要使用CFRealse来释放)
RSA.h
//
// RSA.h
//
#import Foundation/Foundation.h
@interface RSA : NSObject {
SecKeyRef publicKey;
SecCertificateRef certificate;
SecPolicyRef policy;
SecTrustRef trust;
size_t maxPlainLen;
}
- (NSData *) encryptWithdata:(NSData *)content;
- (NSData *) encryptWithString:(NSString *)content;
@end
RSA.m
//
// RSA.m
//
#import "RSA.h"
@implementation RSA
- (id)init {
self = [super init];
NSString *publicKeyPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"public_key"
ofType:@"der"];
if (publicKeyPath == nil) {
NSLog(@"Can not find pub.der");
return nil;
}
NSDate *publicKeyFileContent = [NSData dataWithContentsOfFile:publicKeyPath];
if (publicKeyFileContent == nil) {
NSLog(@"Can not read from pub.der");
return nil;
}
certificate = SecCertificateCreateWithData(kCFAllocatorDef***lt, ( __bridge CFDataRef)publicKeyFileContent);
if (certificate == nil) {
NSLog(@"Can not read certificate from pub.der");
return nil;
}
policy = SecPolicyCreateBasicX509();
OSStatus returnCode = SecTrustCreateWithCertificates(certificate, policy, trust);
if (returnCode != 0) {
NSLog(@"SecTrustCreateWithCertificates fail. Error Code: %ld", returnCode);
return nil;
}
SecTrustResultType trustResultType;
returnCode = SecTrustevaluate(trust, trustResultType);
if (returnCode != 0) {
NSLog(@"SecTrustevaluate fail. Error Code: %ld", returnCode);
return nil;
}
publicKey = SecTrustCopyPublicKey(trust);
if (publicKey == nil) {
NSLog(@"SecTrustCopyPublicKey fail");
return nil;
}
maxPlainLen = SecKeyGetBlockSize(publicKey) - 12;
return self;
}
- (NSData *) encryptWithdata:(NSData *)content {
size_t plainLen = [content length];
if (plainLen maxPlainLen) {
NSLog(@"content(%ld) is too long, must %ld", plainLen, maxPlainLen);
return nil;
}
void *plain = malloc(plainLen);
[content getBytes:plain
length:plainLen];
size_t cipherLen = 128; // 当前RSA的密钥长度是128字节
void *cipher = malloc(cipherLen);
OSStatus returnCode = SecKeyEncrypt(publicKey, kSecPaddingPKCS1, plain,
plainLen, cipher, cipherLen);
NSData *result = nil;
if (returnCode != 0) {
NSLog(@"SecKeyEncrypt fail. Error Code: %ld", returnCode);
}
else {
result = [NSData dataWithBytes:cipher
length:cipherLen];
}
free(plain);
free(cipher);
return result;
}
- (NSData *) encryptWithString:(NSString *)content {
return [self encryptWithdata:[content dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
}
- (void)dealloc{
CFRelease(certificate);
CFRelease(trust);
CFRelease(policy);
CFRelease(publicKey);
}
@end
使用方法:
RSA *rsa = [[RSA alloc] init];
if (rsa != nil) {
NSLog(@"%@",[rsa encryptWithString:@"test"]);
}
else {
NSLog(@"init rsa error");
}
C# Ras加密秘钥可以自己随便设吗,对方java做的,给的加密公钥是他们自己随便设置的。
RAS是非对称加密方式,有一个公钥和一个私钥。是一对的,不能随便设置。
RSA公开密钥密码体制。所谓的公开密钥密码体制就是使用不同的加密密钥与解密密钥,是一种“由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的”密码体制。
在公开密钥密码体制中,加密密钥(即公开密钥)PK是公开信息,而解密密钥(即秘密密钥)SK是需要保密的。加密算法E和解密算法D也都是公开的。虽然解密密钥SK是由公开密钥PK决定的,但却不能根据PK计算出SK。
正是基于这种理论,1978年出现了著名的RSA算法,它通常是先生成一对RSA 密钥,其中之一是保密密钥,由用户保存;另一个为公开密钥,可对外公开,甚至可在网络服务器中注册。为提高保密强度,RSA密钥至少为500位长,一般推荐使用1024位。这就使加密的计算量很大。为减少计算量,在传送信息时,常采用传统加密方法与公开密钥加密方法相结合的方式,即信息采用改进的DES或IDEA对话密钥加密,然后使用RSA密钥加密对话密钥和信息摘要。对方收到信息后,用不同的密钥解密并可核对信息摘要。
RSA算法是***个能同时用于加密和数字签名的算法,也易于理解和操作。RSA是被研究得最广泛的公钥算法,从提出到现今的三十多年里,经历了各种攻击的考验,逐渐为人们接受,截止2017年被普遍认为是***秀的公钥方案之一。
SET(Secure Electronic Transaction)协议中要求CA采用2048bits长的密钥,其他实体使用1024比特的密钥。RSA密钥长度随着保密级别提高,增加很快。下表列出了对同一安全级别所对应的密钥长度。
RAS加密是什么?
RSA是***的非对称加密算法之一。也被称为公钥加密。
RSA是非对称的,也就是用来加密的密钥和用来解密的密钥不是同一个。和DES一样的是,RSA也是分组加密算法,不同的是分组大小可以根据密钥的大小而改变。如果加密的数据不是分组大小的整数倍,则会根据具体的应用方式增加额外的填充位。
ras是什么算法
1978年就出现了这种算法,它是***个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。它易于理解和操作,也很流行。算法的名字以发明者的名字命名:RonRivest,AdiShamir和LeonardAdleman。但RSA的安全性一直未能得到理论上的证明
RSA的安全性依赖于大数分解。公钥和私钥都是两个大素数(大于100个十进制位)的函数。据猜测,从一个密钥和密文推断出明文的难度等同于分解两个大素数的积。
SA的小指数攻击。有一种提高RSA速度的建议是使公钥e取较小的值,这样会使加密变得易于实现,速度有所提高。但这样作是不安全的,对付办法就是e和d都取较大的值。RSA算法是***个能同时用于加密和数字签名的算法,也易于理解和操作。RSA是被研究得最广泛的公钥算法,从提出到现在已近二十年,经历了各种攻击的考验,逐渐为人们接受,普遍认为是目前***秀的公钥方案之一。RSA的安全性依赖于大数的因子分解,但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价。即RSA的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性能如何,而且密码学界多数人士倾向于因子分解不是NPC问题。
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