RSA算法原理——(1)目前常見加密算法簡介

倫·麥席森·圖靈在二戰期間主要負責破譯德國人的密碼系統Enigma，破解密碼需要大量的計算，圖靈深知工欲善其事必先利其器的道理，於是一臺叫作CO-LOSSUS的計算機在1943年被研製出來，然後這種電子計算機總共生產了10臺，他們出色完成了密碼破譯工作。

後來甚至有人將二戰勝利原因歸功於圖靈機的誕生，雖然有些誇大，但圖靈機的誕生確實加快了二戰的結束這是不可否認的。而圖靈機戰勝的不是法西斯，而是戰勝了德國人的密碼系統Enigma。而1976年以前都是使用對稱加密的，所以圖靈機也就是戰勝了對稱加密算法。

6.23號是艾倫·麥席森·圖靈的誕辰，感興趣的同學可以看看電影《模仿遊戲》，影片改編自安德魯·霍奇斯編著的傳記《艾倫·圖靈傳》，當然喜歡閱讀的朋友可以看看原著，一定會讓你受益匪淺。

  

故事講完了，而今天我要給大家講的是另外一種加密算法：非對稱加密。而RSA算法就是其中的一種，也是非對稱加密使用到最廣泛的一種。其實RSA算法只是非常簡單的一個公式，沒有學過高數的同學照樣可以搞懂其原理，只要你和我一樣有一顆喜歡探索的心！！！

我把內容主要分為了三大塊，為什麼這麼分呢？這樣可以讓我們循序漸進的去了解rsa，然後一步一步的揭開rsa的面紗。

一、目前常見加密算法簡介
二、RSA算法介紹及數論知識介紹
三、RSA加解密過程及公式論證

一、目前常見加密算法簡介

目前常見的加密算法可以分成三類，對稱加密算法，非對稱加密算法和Hash算法。

注意Base64編碼只是一種編碼格式並不是加密算法，它可用於在HTTP環境下傳遞較長的標識信息。

1.對稱加密

1976年以前，所有的加密方法都是同一種模式即對稱加密，它採用了對稱密碼編碼技術。它的特點是文件加密和解密使用相同的密鑰，即加密密鑰也可以用作解密密鑰，這種方法在密碼學中叫做對稱加密算法，對稱加密算法使用起來簡單快捷，密鑰較短，且破譯困難，除了數據加密標準（DES），另一個對稱密鑰加密系統是國際數據加密算法（IDEA），它比DES的加密性好，而且對計算機功能要求也沒有那麼高。IDEA加密標準由PGP（Pretty Good Privacy）系統使用。對稱加密又分為流加密與分組加密這裡就不展開講了，感興趣的同學可以自行了解。

對稱加密的特點：

優點：對稱加密算法的優點是算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高。

缺點：在數據傳送前，發送方和接收方必須商定好秘鑰，然後雙方保存好秘鑰。如果一方的秘鑰被洩露，那麼加密信息也就不安全了

使用場景：本地數據加密、https通信、網絡傳輸等

常見算法：AES、DES、3DES、DESX、Blowfish、IDEA、RC4、RC5、RC6

2.非對稱加密

1976年，兩位美國計算機學家Whitfield Diffie 和 Martin Hellman，提出了一種嶄新構思，可以在不直接傳遞密鑰的情況下，完成解密。這被稱為「Diffie-Hellman密鑰交換算法」。這個算法啟發了其他科學家。人們認識到，加密和解密可以使用不同的規則，只要這兩種規則之間存在某種對應關係即可，這樣就避免了直接傳遞密鑰。這種新的加密模式被稱為」非對稱加密算法」。

非對稱加密特點：

優點：非對稱加密與對稱加密相比其安全性更好

缺點：加密和解密花費時間長、速度慢，只適合對少量數據進行加密。

使用場景：https會話前期、CA數字證書、信息加密、登錄認證等

常見算法：RSA、ECC（行動裝置用）、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA（數字籤名用）

3.Hash算法

Hash算法特別的地方在於它是一種單向算法，用戶可以通過Hash算法對目標信息生成一段特定長度的唯一的Hash值，卻不能通過這個Hash值重新獲得目標信息。因此Hash算法常用在不可還原的密碼存儲、信息完整性校驗等。

Hash算法特點：

加密算法的選擇

對稱加密算法不能實現籤名，因此籤名只能非對稱算法。

驗證文件或字符一致性用hash算法

數據量大用對稱加密算法、小則可以用非對稱加密

還可以非對稱與對稱集成，可參考https加密過程HTTPS原理詳解

RSA建議採用1024位的數字，ECC建議採用160位，AES採用128為即可。