非对称加密、SSH加密算法、数字签名简介

如题所述

第1个回答  2022-07-21

非对称加密算法的核心源于数学问题,它存在公钥和私钥的概念,要完成加解密操作,需要两个密钥同时参与。我们常说的“公钥加密,私钥加密”或“私钥加密, 公钥解密”都属于非对称加密的范畴。公钥加密的数据必须使用私钥才可以解密,同样,私钥加密的数据也 只能通过公钥进行解密。
  相比对称加密,非对称加密的安全性得到了提升,但是也存在明显的缺点,非对称加解密的效率要远远小于对称加解密。所以非对称加密往往被用在一些安全性要求比较高的应用或领域中。

RSA加密算法是一种典型的非对称加密算法,它基于大数的因式分解数学难题,它也是应用最广泛的非对称加密算法,于1978年由美国麻省理工学院(MIT)的三位学者:Ron Rivest、Adi Shamir 和 Leonard Adleman 共同提出。
  它的原理较为简单,我们假设有消息发送方A和消息接收方B,通过下面的几个步骤,我们就可以完成消息的加密传递:
 (1)消息发送方A在本地构建密钥对,公钥和私钥;
 (2)消息发送方A将产生的公钥发送给消息接收方B;
 (3)B向A发送数据时,通过公钥进行加密,A接收到数据后通过私钥进行解密,完成一次通信;
 (4)反之,A向B发送数据时,通过私钥对数据进行加密,B接收到数据后通过公钥进行解密。
  由于公钥是消息发送方A暴露给消息接收方B的,所以这种方式也存在一定的安全隐患,如果公钥在数据传输过程中泄漏,则A通过私钥加密的数据就可能被解密。
  如果要建立更安全的加密消息传递模型,需要消息发送方和消息接收方各构建一套密钥对,并分别将各自的公钥暴露给对方,在进行消息传递时,A通过B的公钥对数据加密,B接收到消息通过B的私钥进行解密,反之,B通过A的公钥进行加密,A接收到消息后通过A的私钥进行解密。
  当然,这种方式可能存在数据传递被模拟的隐患,我们可以通过数字签名等技术进行安全性的进一步提升。由于存在多次的非对称加解密,这种方式带来的效率问题也更加严重。可以详读这两篇文章:RSA 算法原理 (一) (二)

在SSH安全协议的原理中, 是一种非对称加密与对称加密算法的结合,先看下图:

这里进行一下说明:
(1)首先服务端会通过非对称加密,产生一个 公钥 私钥
(2)在客户端发起请求时,服务端将 公钥 暴露给客户端,这个 公钥 可以被任意暴露;
(3)客户端在获取 公钥 后,会先产生一个由256位随机数字组成的会话密钥,这里称为口令;
(4)客户端通过 公钥 将这个口令加密,发送给服务器端;
(5)服务器端通过 私钥 进行解密,获取到通讯口令;
 之后,客户端和服务端的信息传递,都通过这个口令进行对称的加密。
 这样的设计在一定程度上提高了加解密的效率,不过,与客户端服务端各构建一套密钥对的加解密方式相比,在安全性上可能有所下降。在上面所述的通过口令进行加密的过程中,数据也是可以被窃听的,不过由于密钥是256个随机数字,有10的256次方中组合方式,所以破解难度也很大。相对还是比较安全的。服务端和客户端都提前知道了密钥,SSH的这种方式,服务端是通过解密获取到了密钥。

现在知道了有非对称加密这东西,那数字签名是怎么回事呢?
 数字签名的作用是我对某一份数据打个标记,表示我认可了这份数据(签了个名),然后我发送给其他人,其他人可以知道这份数据是经过我认证的,数据没有被篡改过。
 有了上述非对称加密算法,就可以实现这个需求: