非对称加密——我是如何向领导打小报告的

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学习完了哈希运算和哈希指针,我们来学习下加解密算法。加解密算法用样是密码学的核心技术,从设计理念上分为两大基本类型,对称加密和非对称加密。

加解密算法用样是密码学的核心技术,从设计理念上分为两大基本类型,对称加密和非对称加密。

对称加密(Symmetric Cryptography)是最简单最快速的一种加密方式,加密(encryption)和解密(decryption)用的是同样的密钥(secret key)。对称加密的算法有很多种,有代表的算法有DES、3DES、AES、IDEA等。

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加密算法的核心优势就是计算效率高,加密强度高。每次加密前通过算法随机生成,密钥越长,则加密强度越大,但加解密过程也就越慢。

密钥长度多少合适呢?举个例子,如果我们的密钥只有1bit,那么很容易被破解,黑客们先用0来解密,不行的话再用1解,最多两次就完成解密了;但如果你的密钥有1MB大小,那么黑客们几乎永远破解不了,千万不要想着尝试着去破解,计算量那都是天文数字,这么说吧,愚公活到现在都解不开。但问题是密钥设置1MB大小,加解密时间会非常长。

所以密钥的长度既要考虑到安全性,又要考虑效率,通常,256bit是合适的。

再来看看对称加密的缺陷。解密的人要想知道加密的信息,必须用密钥解密,而密钥需要提前由加密者把密钥分发给加密的人,那么这个过程中就存在着巨大的风险,一旦密钥在发送的过程中发生泄露、拦截等,会造成不可估量的重大损失。

虽然后人不断改良对称加密技术,但密钥泄露的隐患依然存在,直到后来非对称加密算法的诞生。

非对称加密算法是密码学历史上的一项重大发明,可以很好的解决对称加密中密钥分发的问题。

对称加密算法中,加解密密钥就只有一个,而非对称算法中加密密钥和解密密钥是不同的,分别称为公钥和私钥。私钥,顾名思义,是个人持有的,不公开的;公钥,一般是公开的,他人可以获取的。

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非对称加密的优点是公私钥分开,公钥一般是公开的,任意节点都可以获取,所以几乎不存在泄露。缺点是处理速度,特别是生成密钥和解密过程,往往比较慢,相比于对称加密算法,一般会慢2-3个数量级;同时,加密强度也不如对称加密算法。

非对称加密算法在生成的加解密的过程中,有大量的数学问题来保障,一般有基于大数质因子芬杰、离散对数、椭圆曲线等经典数学难题作为基础进行保护。代表算法有RSA、ELGamal、椭圆曲线(ECC)、SM2等系列算法。

相比于对称加密算,非对称加密算法更适用于签名场景,但不适用于大量数据的解密。

在区块链的世界中,我们往往见到这句话,“区块链具有去中心化属性”,那么它又是依靠什么技术实现的呢?

没错,就是非对称加密技术。正是非对称加密技术,可以让链上的所有节点都能验证交易的真伪,从而不需要一个类似银行的机构来验证交易的真伪。

这里简单举个例子,小倩生成了一组公钥和私钥,并把公钥给了小高。这时,小高给小倩发消息,小高用小倩的公钥进行加密,其他任何收到这个消息的人都无法解密,因为只有小倩的私钥能解密,而小倩的私钥只有小倩自己拥有。

尤其在比特币的世界里,任意一笔交易都需要公钥和私钥进行匹配,如果是匹配的,那么他们就是合法的,就会被写在账本里,这样只要每个人管理好自己的私钥,知道自己的比特币地址和对方的比特币地址,就能够安全的实现转账,不再需要一个中心化的机构来验证交易信息。可以说,非对称加密技术保证了区块链去中心化的特点。

总结下今天的内容,其实很简单,我们简单的学习了加解密算法,着重学习了非对称加密技术,它是区块链去中心化的基础。非对称加密算法有很多种,其中椭圆曲线算法是比特币和以太坊应用的经典算法,有时间我会详细的介绍下这个算法。


文章原标题:侯震:非对称加密——我是如何向领导打小报告的  原作者:侯震

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