密码体系

基本概念
随着计算机网络及因特网技术的飞速发展，为了降低成本、提高效率、拓展新的市场领
域和改善服务质量，越来越多企业、商户及金融机构纷纷将他们的传统业务逐渐地向网上迁
移。因特网已不仅仅是一个单纯的信息交换网络，已逐渐发展为一个全球性的商务网络，所
以网络安全必然是人们关注的焦点。网络安全就是运用各种技术手段，解决如下四个方面的
问题：
私有性-保证通信信息在网络传输过程中不能被第三方破译；
完整性-接受方能检测出信息在网络传输过程中是否被篡改；
确认性-接受方能有效地对信息发送方的身份进行认证；
不可否认性-接受方一旦接受到发送方的有效信息，发送在事后无法予以抵赖。
针对上述问题，现代密码学给出了完整的答案。其中加密算法解决了信息的私有性，摘
要算法用于数据完整性检查，而签名算法实现了信息来源的认证及防止发送方的事后抵赖。
现代密码学主要分为公钥密码体系和隐秘钥密码体系，本章节就一些基本概念进行简要性的
介绍。

公钥密码体系(Public-key Cryptography)
公钥密码体系，又称非对称密码体系。它使用二个密钥，一个用于加密信息，另一个用
于解密信息。这二个密钥间满足一定数学关系，以至用二个密钥中的任何一个加密的数据，
只能用另外一个进行数据解密。每个用户拥有二个密钥，一个被称之为公钥，另一个被称之
为私钥，并将公钥分发给其它用户。由于这二个密钥间的数学关系， 任何收到该用户公钥
的其它用户可以保证发送用此公钥进行加密的数据只有该用户用自己的私钥才能进行解密。
当然此项保证是建立在用户私钥的私有性基础之上。目前最著名的公钥密码算法为RSA 算
法，它是由Rivest、Shamir 和Adleman 共同发明的

隐秘钥密码体系(Secret-key Cryptography)
隐秘钥密码体系，又称对称密码体系。它是一种使用同一个密钥进行数据加密和数据解
密的技术，该密钥被称之为隐秘钥(Secret-key)。一对用户共享一个隐秘钥，并确保该密钥的
私有性控制在他们之间。用一个隐秘钥进行加密的数据只能使用相同的密钥进行解密。目前
使用最广泛的为DES(Data Encryption Standard)、3DES 等算法，这些算法为美国联邦数据安
全标准。
摘要算法
摘要算法是一种方法，它将一个任意长度的数据变换为一个定长的数据串，这一定长的
数据串被称为消息摘要，也有数据指纹之称。合格的摘要算法必须满足下列条件：
找出具有相同摘要的消息集合在技术上是不可能的；
对一给定的消息摘要，反向计算出消息本身在技术上是不可行的。
数据发送方在数据发送前，首先用摘要算法对数据计算消息摘要，然后将数据和消息摘
要一起发送给接受方。接受方用相同的摘要算法对数据重新计算消息摘要，通过对二个消息
摘要的比较，可以明确地判断出数据在传输过程中是否被篡改。结果相同表示数据未被修改，
而结果不同表明数据被修改或数据被丢失，从而保证数据在传输过程中的完整性。常用的摘
要算法有MD2 和MD5，它是由RSA 实验室发明的，具体算法请参阅RFC1319 和RFC1321。
数字签名
数字签名实际上是非对称密码算法和消息摘要算法的一种组合应用，其目的在于：如某
人张三对一段消息进行了数字签名，那么其它的人都能验证这个签名确实是张三签的，同时
也能验证张三签名后数据是否被篡改。下面的例子将详细介绍Alice 如何对一份合同M 进行
数字签名，同时Bob 又是如何来验证她所签的合同。

数字信封
数字信封是一种非对称密码算法和对称密码算法组合应用，用于通信双方间的安全文件
交换。下面的例子将详细介绍Alice 如何利用数字信封将合同安全地传送给Bob。