公开密钥的原理其实很简单,我们以给上面的单词 Caesar 加解密来说明它的原理。我们先把它变成一组数,比如它的 Ascii 代码 X=099097101115097114(每三位代表一个字母)做明码。现在我们来设计一个密码系统,对这个明码加密。
1,找两个很大的素数(质数)P 和 Q,越大越好,比如 100 位长的, 然后计算它们的乘积 N=P×Q,M=(P-1)×(Q-1)。
2,找一个和 M 互素的整数 E,也就是说 M 和 E 除了 1 以外没有公约数。
3,找一个整数 D,使得 E×D 除以 M 余 1,即 E×D mod M = 1。
现在,世界上先进的、最常用的密码系统就设计好了,其中 E 是公钥谁都可以用来加密,D 是私钥用于解密,一定要自己保存好。乘积 N 是公开的,即使敌人知道了也没关系。
现在,我们用下面的公式对 X 加密,得到密码 Y。
 
(X^E mod N = Y)
好了,现在没有密钥 D,神仙也无法从 Y 中恢复 X。如果知道 D,根据费尔马小定理,则只要按下面的公式就可以轻而易举地从 Y 中得到 X。
 
(Y^D mod N = X)
这个过程大致可以概况如下:
 
公开密钥的好处有:
1.简单。
2. 可靠。公开密钥方法保证产生的密文是统计独立而分布均匀的。也就是说,不论给出多少份明文和对应的密文,也无法根据已知的明文和密文的对应来破译下一份密 文。更重要的是 N,E 可以公开给任何人加密用,但是只有掌握密钥 D 的人才可以解密, 即使加密者自己也是无法解密的。这样,即使加密者被抓住叛变了,整套密码系统仍然是安全的。(而凯撒大帝的加密方法有一个知道密码本的人泄密,整个密码系 统就公开了。)
3.灵活,可以产生很多的公开密钥E和私钥D的组合给不同的加密者。
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