我們先來看壹個例子。小明和小紅想要通信，但是他們不想讓別人知道通信的內容，所以他們決定使用對稱加密。他們做了以下工作:
1.雙方同意加密和解密算法。
2.雙方確定密鑰。
3.該密鑰用於通信期間的加密和解密。
這是壹個看似完美的方案嗎？但是壹步到位有漏洞！
問題出在第二步:雙方確定關鍵！
妳肯定會問，雙方都不確定關鍵。加密和解密呢？
問題是如何讓雙方都知道確定的關鍵。鑰匙也可以在傳輸過程中被盜！這就引出了壹個經典問題:密鑰分發問題。
小明和小紅在約定鑰匙的過程中壹定會多次溝通鑰匙是什麽。即使是壹次性單方面確定，也要發給對方。加密是為了保證信息傳輸的安全，但密鑰本身就是信息。如何保證密鑰傳輸的安全性？有必要再次加密密鑰的傳輸嗎？這不是死循環嗎？
妳是不是在想，即使密鑰被盜，也沒有加密算法保證信息安全？如果妳真的有這個想法，那就趕緊回顧壹下上壹篇關於杜絕安全隱患的文章吧。任何算法最終都會被破譯，不能靠算法的復雜程度來保證安全。
小明和小紅現在進退兩難。如果他們要加密，就得互相發送密鑰，但是發送密鑰並不能保證密鑰的安全性。他們應該怎麽做？
密鑰分發問題有以下解決方案:
非對稱加密也稱為公鑰加密。我更喜歡非對稱加密這個術語。因為可以體現為加密和解密使用不同的密鑰。
在對稱加密中，我們只需要壹個密鑰，雙方同時持有。不對稱加密需要四個密鑰。每個通信方準備壹對公鑰和私鑰。公鑰是公開的，由信息接收者提供給信息發送者。公鑰用於加密信息。私鑰由信息接收者保留並用於解密。由於公鑰是公開的，所以不存在保密問題。換句話說，非對稱加密不存在密鑰分發問題！妳看，這是解決密鑰分發問題的完美方案嗎？
回到剛才的例子，肖明和夏虹經過研究發現非對稱加密可以解決他們通信的安全問題，於是他們做了以下事情:
1，小明確定了自己的私鑰mPrivateKey和公鑰mPublicKey。我留著私鑰，把公鑰mPublicKey發給小紅。
2.小紅已經確定了她的私鑰hPrivateKey和公鑰hPublicKey。我保留了私鑰，把公鑰hPublicKey發給了小明。
3.小明發送消息“周六早上10 soho t 1樓下見”，用小紅的公鑰hPublicKey加密。
4.小紅收到消息後用她的私鑰hPrivateKey解密。然後回復“收到，不要遲到”，用小明的公鑰mPublicKey加密。
5.收到消息後，小明用自己的私鑰mPrivateKey解密。看完信息，我心裏想:提醒我不要遲到？妳總是遲到，不是嗎？
以上過程是壹個完整的請求和響應。通過這個例子，我們整理出壹個信息傳輸的非對稱加密和解密過程:
1.消息接收者準備公鑰和私鑰。
2.私鑰接收者保存它，公鑰被釋放給消息發送者。
3.消息發送方使用接收方的公鑰加密消息。
4.消息接收方用自己的私鑰解密消息。
公鑰只能用於數據加密。用公鑰加密的數據只能用相應的私鑰解密。這是不對稱加密的核心概念。
讓我用壹個更生動的例子來幫助妳理解。
我有壹個像下面這樣的郵箱。
因為我只想收到我期望與之通信的朋友的來信。於是我給投遞口加了壹把鎖，我可以把這把鎖的密鑰(公鑰)復制N份，發給我想收信的人。只有這些人可以用這把鑰匙打開郵件端口，把信放進去。
相信通過這個例子，可以幫助妳徹底理解公鑰和私鑰的概念。
RSA是使用最廣泛的非對稱加密算法。在本節中，我們將簡要介紹RSA加密和解密的過程。
RSA加密和解密算法實際上非常簡單:
密文=明文^E模n
明文=密文^D模式n
RSA算法不像對稱加密那樣通過玩魔方來擾亂原始信息。RSA加密和解密使用相同的數字n..公鑰是public，也就是說n也是public。所以私鑰也可以認為只是d。
我們來看看n，e，d是怎麽計算的。
1，求n
首先妳需要準備兩個非常大的質數a和b，太小容易破解，太大太貴。我們可以使用565438+2048 bit的號碼，對於安全性要求高的可以使用1024，2048 bit的號碼。
N=a*b
2.找到l
l只是生成密鑰對過程中產生的壹個數，不參與加密和解密。l是(a-1)和(b-1)的最小公倍數。
3.查找E(公鑰)
有兩個限制:
1 & lt；E & lt
e和l的最大公約數是1。
第壹個條件限制了E的取值範圍，第二個條件是保證有壹個D對應E進行解密。
4.查找D(私鑰)
d也有兩個限制:
1 & lt；D & ltL
E*D mod L = 1
第二個條件保證密文解密時能成功獲得原始明文。
因為原理涉及到很多數學知識，這裏就不贅述了。我們只需要知道這個過程中用到的這些數字和公式。這是理解RSA安全性的基礎。
由於n在公鑰中是公開的，所以只需要破解d就可以解密明文。
在實際使用場景中，素數A和B壹般至少是1024 bit，所以n的長度在2048 bit以上。D的長度接近n，以現在計算機的計算能力，暴力破解D是非常困難的。
公鑰是公開的，也就是說E和N都是公開的，那麽D可以從E和N推斷出來嗎？
E*D mod L = 1
如果要計算D，首先需要計算L。l是(a-1)和(b-1)的最小公倍數。想知道l，需要知道質數a和b，破解者不知道這兩個質數，只能暴力破解。這個和直接破解D壹樣難。
等等，n是公的，n = a * b，那麽n可以分解成質因數得到a和b嗎？好在人類還沒有找到高效的素因子分解方法，所以可以認為做素因子分解是非常困難的。
但是，壹旦有壹天發現了快速素數分解的算法，RSA就不再安全了。
可見大素數A和B在rs A算法中的重要性。保證了A和B的安全性，也就保證了RSA算法的安全性。a和b由偽隨機發生器產生。壹旦偽隨機數發生器的算法有問題，隨機性差或者可以推斷。那麽RSA的安全性將被徹底摧毀。
中間人攻擊是指雙方渠道上攻擊者的混合。他假裝是接收者的發送者和廣播的接收者。
當他聽說雙方都發送了公鑰後，他偷偷篡改了消息，把自己的公鑰發給了雙方。然後我保存了雙方的公鑰。
經過這種操作後，雙方都使用攻擊者的公鑰進行加密，因此後續的所有通信在被攔截後都可以被攻擊者解密，信息內容可以被篡改，然後用接收者的公鑰加密。接收者將得到被篡改的信息。實際上，發送方和接收方都是在和中間人溝通。
為了防止中間人，我們需要使用公鑰證書。這壹部分將在下壹篇文章中介紹。
與對稱加密相比，非對稱加密具有以下特點:
1，非對稱加密解決了密碼分發問題。
2.非對稱加密的處理速度只有對稱加密的百分之幾。它不適合加密長消息。
3.新應用程序不應使用1024位的RSA。至少需要2048位RSA。
RSA解決了密碼分發的問題，但效率較低。所以有時候根據需求，對稱和非對稱加密可能會壹起使用，形成壹個混合的密碼體制，各有各的優勢。
最後提醒壹下，RSA也可以用於簽名，但是要註意是私鑰簽名和公鑰驗證。發送方用自己的私鑰簽名，接收方用對方的公鑰校驗。關於簽名，下面的文章會詳細解釋。