rsa加密算法
来源:互联网 发布:网络平台借贷违法的吗 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 16:32
RSA加密算法
RSA加密算法简史
RSA是1977年由罗纳德·李维斯特(Ron Rivest)、阿迪·萨莫尔(Adi Shamir)和伦纳德·阿德曼(Leonard Adleman)一起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。
公钥与密钥的产生
假设Alice想要通过一个不可靠的媒体接收Bob的一条私人讯息。她可以用以下的方式来产生一个公钥和一个私钥:
- 随意选择两个大的质数p和q,p不等于q,计算N=pq。
- 根据欧拉函数,求得r = (p-1)(q-1)
- 选择一个小于 r 的整数 e,求得 e 关于模 r 的模反元素,命名为d。(模反元素存在,当且仅当e与r互质)
- 将 p 和 q 的记录销毁。
加密消息
假设Bob想给Alice送一个消息m,他知道Alice产生的N和e。他使用起先与Alice约好的格式将m转换为一个小于N的整数n,比如他可以将每一个字转换为这个字的Unicode码,然后将这些数字连在一起组成一个数字。假如他的信息非常长的话,他可以将这个信息分为几段,然后将每一段转换为n。用下面这个公式他可以将n加密为c:
ne ≡ c (mod N)
计算c并不复杂。Bob算出c后就可以将它传递给Alice。
解密消息
Alice得到Bob的消息c后就可以利用她的密钥d来解码。她可以用以下这个公式来将c转换为n:
cd ≡ n (mod N)
得到n后,她可以将原来的信息m重新复原。
解码的原理是:
cd ≡ n e·d(mod N)
以及ed ≡ 1 (mod p-1)和ed ≡ 1 (mod q-1)。由费马小定理可证明(因为p和q是质数)
n e·d ≡ n (mod p) 和 n e·d ≡ n (mod q)
这说明(因为p和q是不同的质数,所以p和q互质)
计算公钥和密钥
- 假设p = 3、q = 11(p,q都是素数即可。),则N = pq = 33;
- r = (p-1)(q-1) = (3-1)(11-1) = 20;
- 根据模反元素的计算公式,我们可以得出,e·d ≡ 1 (mod 20),即e·d = 20n+1 (n为正整数);我们假设n=1,则e·d = 21。e、d为正整数,并且e与r互质,则e = 3,d = 7。(两个数交换一下也可以。)
互质数
百度百科上的解释是:公因数只有1的两个数,叫做互质数。;维基百科上的解释是:互质,又称互素。若N个整数的最大公因子是1,则称这N个整数互质。
常见的互质数判断方法主要有以下几种:
- 两个不同的质数一定是互质数。例如,2与7、13与19。
- 一个质数,另一个不为它的倍数,这两个数为互质数。例如,3与10、5与 26。
- 相邻的两个自然数是互质数。如 15与 16。
- 相邻的两个奇数是互质数。如 49与 51。
- 较大数是质数的两个数是互质数。如97与88。
- 小数是质数,大数不是小数的倍数的两个数是互质数。例如 7和 16。
- 2和任何奇数是互质数。例如2和87。
- 1不是质数也不是合数,它和任何一个自然数在一起都是互质数。如1和9908。
- 辗转相除法。
如果两个正整数a和n互质,则n的欧拉函数 φ(n) 可以让下面的等式成立:
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