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替换密码与公钥密码

加密将明文转换为密文,使用指定的密钥。公钥系统可以将加密和解密分别分配给不同的密钥。

相关实验:密码:替换与公钥 →
密码:替换与公钥
密码:替换与公钥实验场景 →

意义与机制

凯撒密码是一种简单的替换方法,它将每个字母按固定的位置进行移动。它与现代加密方法不同,后者依赖于诸如字符频率之类的结构,并且具有有限的密钥空间。

RSA加密的教育模型,使用一个公钥和模数运算来加密数字,然后将它们转换回一个私钥。这并不意味着,仅仅知道公钥,就直接可以获得私钥。

关系与条件

c = mᵉ mod n 且 m = cᵈ mod n,需要合适的密钥关系和消息范围。通过模运算,而不是单纯的指数运算,来解释平码和密码。

一个简单的 RSA 算法(不使用填充)展示了相关的数学原理。 实际的密码系统需要安全的密钥生成,标准的填充方法,认证,以及实现验证。

观察实验中需要注意的事物

私钥可以恢复由公钥加密的值。

小RSA和凯撒是用于教育目的,而非真正的安全。 填充和安全的密钥生成方法被省略。

关键关系与符号

c = mᵉ mod n · m = cᵈ mod n

符号及公式中使用的单位
符号含义单位
m, c消息和密码文本表示为整数。0 ≤ 值 < n
e, d公有指数和私有指数整数
nRSA 运算的模整数

工作实例

什么条件定义 RSA 指数 d?

e·d ≡ 1 (mod φ(n)) · 私钥可以恢复由公钥加密的值。

常见误解

  • 隐藏加密过程,并以秘密的方式管理密钥,并非相同的安全原则。

通过实验探索这个概念

参考文献

OpenStax ·《计算机科学导论》(英文)