密钥密码体系的公开密钥算法RSA

公开密钥算法是在1976年由当时在美国斯坦福大学的迪菲（Diffie）和赫尔曼(Hellman)两人首先发明的（论文New Direction in Cryptography）。但目前最流行的RSA是1977年由MIT教授Ronald L.Rivest,Adi Shamir和Leonard M.Adleman共同开发的,分别取自三名数学家的名字的第一个字母来构成的。

1976年提出的公开密钥密码体制思想不同于传统的对称密钥密码体制，它要求密钥成对出现，一个为加密密钥(e)，另一个为解密密钥(d)，且不可能从其中一个推导出另一个。自1976年以来，已经提出了多种公开密钥密码算法，其中许多是不安全的， 一些认为是安全的算法又有许多是不实用的，它们要么是密钥太大，要么密文扩展十分严重。多数密码算法的安全基础是基于一些数学难题， 这些难题专家们认为在短期内不可能得到解决。因为一些问题(如因子分解问题)至今已有数千年的历史了。

公钥加密算法也称非对称密钥算法，用两对密钥：一个公共密钥和一个专用密钥。用户要保障专用密钥的安全；公共密钥则可以发布出去。公共密钥与专用密钥是有紧密关系的，用公共密钥加密的信息只能用专用密钥解密，反之亦然。由于公钥算法不需要联机密钥服务器，密钥分配协议简单，所以极大简化了密钥管理。除加密功能外，公钥系统还可以提供数字签名。

公钥加密算法中使用最广的是RSA。RSA使用两个密钥，一个公共密钥，一个专用密钥。如用其中一个加密，则可用另一个解密，密钥长度从40到2048bit可变，加密时也把明文分成块，块的大小可变，但不能超过密钥的长度，RSA算法把每一块明文转化为与密钥长度相同的密文块。密钥越长，加密效果越好，但加密解密的开销也大，所以要在安全与性能之间折衷考虑，一般64位是较合适的。RSA的一个比较知名的应用是SSL，在美国和加拿大SSL用128位RSA算法，由于出口限制，在其它地区（包括中国）通用的则是40位版本。

RSA算法研制的最初理念与目标是努力使互联网安全可靠，旨在解决DES算法秘密密钥的利用公开信道传输分发的难题。而实际结果不但很好地解决了这个难题；还可利用RSA来完成对电文的数字签名以抗对电文的否认与抵赖；同时还可以利用数字签名较容易地发现攻击者对电文的非法篡改，以保护数据信息的完性。 公用密钥的优点就在于，也许你并不认识某一实体，但只要你的服务器认为该实体的CA是可靠的，就可以进行安全通信，而这正是Web商务这样的业务所要求的。例如信用卡购物。服务方对自己的资源可根据客户CA的发行机构的可靠程度来授权。目前国内外尚没有可以被广泛信赖的CA。美国Natescape公司的产品支持公用密钥，但把Natescape公司作为CA。由外国公司充当CA在我国是一件不可想象的事情。

公共密钥方案较保密密钥方案处理速度慢，因此，通常把公共密钥与专用密钥技术结合起来实现最佳性能。即用公共密钥技术在通信双方之间传送专用密钥，而用专用密钥来对实际传输的数据加密解密。另外，公钥加密也用来对专用密钥进行加密。

在这些安全实用的算法中，有些适用于密钥分配，有些可作为加密算法，还有些仅用于数字签名。多数算法需要大数运算，所以实现速度很慢，不能用于快的数据加密。以下将介绍典型的公开密钥密码算法-RSA。

RSA算法很好的完成对电文的数字签名以抗对数据的否认与抵赖；利用数字签名较容易地发现攻击者对电文的非法篡改，以保护数据信息的完整性。目前为止，很多种加密技术采用了RSA算法，比如PGP（PrettyGoodPrivacy）加密系统，它是一个工具软件，向认证中心注册后就可以用它对文件进行加解密或数字签名，PGP所采用的就是RSA算法。由此可以看出RSA有很好的应用。

我们的一位开发者意外地将我们的AWS加密密钥放到了Github上。除了很明显要修改密钥外，我们还应该做什么来减少我们在AWS上的应用基础架构受到的伤害？我们应该监控Github来看是否密钥过着其他的敏感数据在这次意外中暴露了吗？ 真不幸，你们遭遇的经历太容易发生了。如果AWS加密密钥——或者任何加密密钥——存放于源控制下的目录里，有人意外地将这个密钥随源码放到了Github上。密钥应该独立于源码保存。 但是，在密钥已经暴露的前提下应该做什么呢？修改密码是对的，而且要删除已经暴露的任何密钥配对。一旦删除，任何拿到那个密钥的人就无法使用了。 加密密钥是成对生成的：一个私有密钥和一个公有密钥。公有密钥应该共享给任何人，用来解密你发出的加密信息。当使用密钥对来验证服务器时，服务器可能会存储你的公有密钥。在你创建一个EC2实例时，AWS照顾到了这一点，而且会指定一个密钥对。在Linux的实例中，私有密钥添加到~/.ssh/authorized_keys。最后一步是人工创建一个EC2实例，核实你指派给实例的你拥有的密钥对中的私有密钥。如果你没有这个私有密钥，就无法验证那个服务器。这种情况下假设你无法在服务器上创建逻辑登录机制。 同AWS或者任何云提供商工作的企业应该有一个密钥管理战略。私有密钥应该安全地存储，并且对那些需要使用它们工作的人限制访问。美国国家技术与标准研究所已经有密钥管理的最佳实践建议。AWS也发布了一套安全最佳实践。 在Github或者任何其他的云注册库上存储之前，扫描你的代码可以防止类似的事情再次发生。一些企业使用数据丢失保护应用扫描网络，防止私有或者敏感信息数据泄露，捕捉事件或者恶意泄露，比如社交安全成员。如果你的企业使用了这样的工具，考虑配置一下检测模式找到密钥文件，比如“-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----”。 糟糕的密钥管理不止会导致服务器受牵连，而且如果用来加密数据的密钥丢失了，用这个密钥加密的数据也就丢失了。声音密钥管理是无可替代的。

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