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公鑰管理技術介紹

公鑰管理

如圖 1所示，為了保證數據在網絡中安全傳輸、不被攻擊者非法竊聽和惡意篡改，發送方在發送數據之前需要對數據進行加密處理，即通過一定的算法，利用密鑰將明文數據變換為密文數據；接收方接收到密文數據後，需要對其進行解密處理，即通過一定的算法，利用密鑰將密文數據恢複為明文數據，以獲得原始數據。其中，密鑰是一組特定的字符串，是控製明文和密文轉換的唯一參數，起到"鑰匙"的作用。

圖 1 加密和解密轉換關係示意圖

 

如果數據加密和解密時使用不同的密鑰，則該加/解密算法稱為非對稱密鑰算法。在非對稱密鑰算法中，加密和解密使用的密鑰一個是對外公開的公鑰，一個是由用戶秘密保存的私鑰，從公鑰很難推算出私鑰。公鑰和私鑰一一對應，二者統稱為非對稱密鑰對。通過公鑰（或私鑰）加密後的數據隻能利用對應的私鑰（或公鑰）進行解密。

如果數據加密和解密時使用相同的密鑰，則該加/解密算法稱為對稱密鑰算法。

 

非對稱密鑰算法包括RSA（Rivest Shamir and Adleman）、DSA（Digital Signature Algorithm，數字簽名算法）和ECDSA（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，橢圓曲線數字簽名算法）等。

非對稱密鑰算法主要有兩個用途：

l              對發送的數據進行加/解密：發送者利用接收者的公鑰對數據進行加密，隻有擁有對應私鑰的接收者才能使用該私鑰對數據進行解密，從而可以保證數據的機密性。目前，隻有RSA算法可以用來對發送的數據進行加/解密。

l              對數據發送者的身份進行認證：非對稱密鑰算法的這種應用，稱為數字簽名。發送者利用自己的私鑰對數據進行加密，接收者利用發送者的公鑰對數據進行解密，從而實現對數據發送者身份的驗證。由於隻能利用對應的公鑰對通過私鑰加密後的數據進行解密，因此根據解密是否成功，就可以判斷發送者的身份是否合法，如同發送者對數據進行了"簽名"。例如，用戶1使用自己的私鑰對數據進行簽名後，發給用戶2，用戶2利用用戶1的公鑰驗證簽名，如果簽名是正確的，那麼就能夠確認該數據來源於用戶1。目前，RSA、DSA和ECDSA都可以用於數字簽名。

非對稱密鑰算法應用十分廣泛，例如SSH（Secure Shell，安全外殼）、SSL（Secure Sockets Layer，安全套接字層）、PKI（Public Key Infrastructure，公鑰基礎設施）中都利用了非對稱密鑰算法進行數字簽名。

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