RSA算法

命名是以它的三个发明者Ron Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman的名字首字母命名。

参考:https://www.cnblogs.com/jiftle/p/7903762.html

注释:加密后的密文有问题,应该是11、26、25


表格 (2).jpg

算法描述:

(1)选择一对不同的、足够大的素数p,q。

(2)计算n=pq。

(3)计算f(n)=(p-1)(q-1),同时对p, q严加保密,不让任何人知道。

(4)找一个与f(n)互质的数e,且1<e<f(n)。

(5)计算d,使得de≡1 mod f(n)。这个公式也可以表达为d ≡e-1 mod f(n)

这里要解释一下,≡是数论中表示同余的符号。公式中,≡符号的左边必须和符号右边同余,也就是两边模运算结果相同。显而易见,不管f(n)取什么值,符号右边1 mod f(n)的结果都等于1;符号的左边d与e的乘积做模运算后的结果也必须等于1。这就需要计算出d的值,让这个同余等式能够成立。

(6)公钥KU=(e,n),私钥KR=(d,n)。

(7)加密时,先将明文变换成0至n-1的一个整数M。若明文较长,可先分割成适当的组,然后再进行交换。设密文为C,则加密过程为:

(8)解密过程为:

image

为什么RSA密码难于破解?

在RSA密码应用中,公钥KU是被公开的,即e和n的数值可以被第三方窃听者得到。破解RSA密码的问题就是从已知的e和n的数值(n等于pq),想法求出d的数值,这样就可以得到私钥来破解密文。从上文中的公式:d ≡e-1 (mod((p-1)(q-1)))或de≡1 (mod((p-1)(q-1))) 我们可以看出。密码破解的实质问题是:从Pq的数值,去求出(p-1)和(q-1)。换句话说,只要求出p和q的值,我们就能求出d的值而得到私钥。

当p和q是一个大素数的时候,从它们的积pq去分解因子p和q,这是一个公认的数学难题。比如当pq大到1024位时,迄今为止还没有人能够利用任何计算工具去完成分解因子的任务。因此,RSA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,普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。

然而,虽然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。

此外,RSA的缺点还有:A)产生密钥很麻烦,受到素数产生技术的限制,因而难以做到一次一密。B)分组长度太大,为保证安全性,n 至少也要 600 bits 以上,使运算代价很高,尤其是速度较慢,较对称密码算法慢几个数量级;且随着大数分解技术的发展,这个长度还在增加,不利于数据格式的标准化。因此,使用RSA只能加密少量数据,大量的数据加密还要靠对称密码算法。

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