带你彻底理解RSA算法原理

带你彻底理解RSA算法原理1 什么是 RSARSA 算法是现今使用最广泛的公钥密码算法 也是号称地球上最安全的加密算法 在了解 RSA 算法之前 先熟悉下几个术语根据密钥的使用方法 可以将密码分为对称密码和公钥密码对称密码 加密和解密使用同一种密钥的方式公钥密码 加密和解密使用不同的密码的方式 因此公钥密码通常也称为非对称密码

1. 什么是RSA

2. RSA加密

RSA的加密过程可以使用一个通式来表达

EmodN

(E,N)

不过E和N不并不是随便什么数都可以的,它们都是经过严格的数学计算得出的,关于E和N拥有什么样的要求及其特性后面会讲到。顺便啰嗦一句E是加密(Encryption)的首字母,N是数字(Number)的首字母

3. RSA解密

RSA的解密同样可以使用一个通式来表达

DmodN

也就是说对密文进行D次方后除以N的余数就是明文,这就是RSA解密过程。知道D和N就能进行解密密文了,所以D和N的组合就是私钥

(D,N)

小结下

公钥 (E,N)
私钥 (D,N)
密钥对 (E,D,N)
加密

EmodN

解密

DmodN

4. 生成密钥对

既然公钥是(E,N),私钥是(D,N)所以密钥对即为(E,D,N)但密钥对是怎样生成的?步骤如下:

  1. 求N
  2. 求L(L为中间过程的中间数)
  3. 求E
  4. 求D

4.1 求N

准备两个质数p,q。这两个数不能太小,太小则会容易激活成功教程,将p乘以q就是N

N=pq

4.2 求L

L 是 p-1 和 q-1的最小公倍数,可用如下表达式表示

L=lcmp1q1

4.3 求E

1 < E < L

gcd(E,L)=1

之所以需要E和L的最大公约数为1是为了保证一定存在解密时需要使用的数D。现在我们已经求出了E和N也就是说我们已经生成了密钥对中的公钥了。

4.4 求D

数D是由数E计算出来的。D、E和L之间必须满足以下关系:

1 < D < L

E*D mod L = 1

求N N= p * q ;p,q为质数
求L L=lcm(p-1,q-1) ;L为p-1、q-1的最小公倍数
求E 1 < E < L,gcd(E,L)=1;E,L最大公约数为1(E和L互质)
求D 1 < D < L,E*D mod L = 1

5 实践下吧

我们用具体的数字来实践下RSA的密钥对对生成,及其加解密对全过程。为方便我们使用较小数字来模拟。

5.1 求N

5.2 求L

5.3 求E

此时公钥=(E,N)= (5,323)

5.4 求D

5.5 加密

5.6 解密

DmodN22529mod323=123
解密后的明文为123。

好了至此RSA的算法原理已经讲解完毕,是不是很简单?

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