RSA算法在信息安全中的应用分析

【摘 要】随着我国信息技术的快速提高以及通信技术的飞速发展，使得信息安全技术也受到越来越广泛的重视。为了保证人们在网络和通信领域中的一切活动受到最大程度上的安全保护，必须要提高信息安全技术，加强信息安全的研究工作。在信息安全领域中，密码技术得到很好的应用和研究。在公钥密码技术中，RSA算法是作为公钥密码算法的典型代表。因此，我们可以就RSA算法在信息安全中的应用进行全面的分析，从而提高信息安全技术水平，保证人们进行安全活动。

【关键词】RSA算法 信息安全 应用 全面分析

随着信息技术的快速发展，通信网络进入到各家各户，在很大程度上方便了人们的生产生活活动。但是，通信网络中依然潜藏着诸多的安全隐患，在一定程度上危害了人们的一些活动。因此，在通信网络中，信息安全技术受到越来越多人的关注。信息安全技术的核心内容是密码技术，能够对通信网络起到很大程度的保护作用。防止他人对通信网络的恶意攻击，保证了人们活动的安全。而在密码技术中，RSA算法广泛适用于安全保密通信中。从而，我们可以就RSA算法在安全技术中的应用进行有效的分析。

一、RSA算法的概括

RSA算法主要是基于大数因子分解难题的公钥密码算法，它不仅可以用在数据加密的工作中，也可以用在数据签名的算法中。因而，我们可以对RSA算法的思想进行有效的概述。

（一）可以随机选取较大的两个素数，分别为p和q，而p和q并不相等，并将p和q进行保密工作。同时可以使两个素数的长度相等，这样可以有效的保证其安全性，设置一个公开数字n，以此计算n=pq。

（二）对f（n）=（p-1）×（q-1）进行有效的计算，并要将p和q进行保密工作。其次可以选择一个数值e，确保e与f（n）值互为质数，并确保e要大于1，但要小于f（n）。

（三）发送信息的一方在通过公开渠道获取到收到信息的一方的公钥e和n时，要选择二进制m，然后对信息m进行有效的加密活动。在加密时，需要将m分成等长数据块。在对明文信息块M进行加密得到密文c时，同时利用一定的方法，得出d，使得c=M（mod n）。

（四）要将p和q进行及时完全的销毁。

（五）在计算c=M（mod n）时，如果M=m，表明解密成功。

二、RSA算法在信息安全中的应用

（一）RSA算法起到加密和解密作用。RSA算法可以将传统密码中密钥分发管理的问题进行有效的解决，同时在解决的过程中，通信双方不需要对密钥进行商定，也不必为加密密钥进行保密。而他人在获取公开加密密钥时，就需要同目标人进行加密通信活动。

（二）RSA算法起到数字签名的作用。在信息安全领域中，RSA算法中的数字签名是其重要的安全技术，通常都需要得到数字证书的颁发和认证。在实现数字签名时，主要包括几个步骤。

首先假如I要对信息文件m进行数字签名，那么I就需要利用自身的私钥d对m进行签名，从而会得出签名文件S。并S=m%d（modn）。

其次当I将签名文件S送给W时，W在受到签名文件m和S时，就需要利用I的公开密钥对进行有效的验证，主要表现为：M=S（modn）。当M=m时，就说明验证正确，文件已经被I所签名。如果不相等，说明文件不是来自I。

所有的人都可以使用I的公钥进行验证，并只有I知道由于S才会产生d。因而，及时I和W发生争论时，也可以由第三者对他们之间的争论做出公正的判断。

然而在使用在使用RSA算法中的数字签名系统时，通常都不直接进行使用。主要是由于利用RSA算法进行加密和解密时的速度较低，其次RSA算法的数字签名的长度和文件长度相等，接受文件的一方在接收信息时，保存的消息数据通常都是发送一方的两倍。最后就是伪造者可以对明文和签名进行伪造，因此，接收方通常都需要对密文攻击进行选择。

从而可以使用Hash函数，将RSA数字签名系统与其进行有效的结合。首先，I可以通过Hash函数对消息文件进行一次或者是几次的摘要和运算，同时在摘要信息时，可以使用私钥进行签名而得出S，然后可以将消息m和签名S发送到W。

W可以利用I的公钥对签名S进行解密，从而得出H，其次可以利用Hash函数对接收到了消息m进行相同次数的摘要和运算，从而查看运算的结果与H是否相等，然后进行签名。利用Hash函数时，只需要摘取很短的消息，并且不同的消息也会产生不同的文摘，这样在很大程度上降低了RSA算法的数字签名时间和空间的复杂性，同时也可以对消息的完整性进行有效的检验。

（三）要将秘密通信与数字签名共同实现。在使用RSA算法时，可以使秘密通信和数字签名进行同时实现，并可以防止他人对I签名文件进行验证，在很大程度上对I的隐私进行有效的保护。

假如I和W在根据各自的密钥产生方法产生各自的公钥，同时也有各自的密钥A和B。当I将明文m和m的签名文件S传送给W时，I就可以对m用私钥A签名得出S，并对S用W的公开密钥进行加密，从而传送给W。签名主要是S=m%A（modn），加密得出：C=S%B（modn）。

当W在接收到密文C后，可以使用私钥B进行解密，从而得出H，然后利用I的公钥对其进行验证。解密主要是：H=C%B（modn），而得出的验证是：M=S（modn）。

利用RSA算法可以使得只有B获得明文和数字签名。通常，每一个使用者都可以使用一套参数，在使用RSA算法时，当不同模为1和2时，1大于2时，首先要进行加密，然后再进行签名；当2大于1时，需要先签名后进行加密；另外，每位使用者使用两套参数时，可以将一套使用在签名系统中，另一套作为密码系统。

（四）密钥的交换工作。在进行密钥交换时主要使用RSA算法。I利用W的公钥加密，然后成为一个对称式的加密算法，并得出一个密钥K再传送给W。W利用私钥解密然后得出K。随后，I和W都可以利用得出来的密钥K。为了保证通信双方的安全，在对I和W分享的密钥K应该都不相同。

RSA算法可以将对称密钥加密的密钥进行交换工作，主要指的是在对某一信息进行加密和解密时，都可以采用同一把密钥。通信双方都需要将这把密钥进行获取，并保持密钥的保密性。这样可以在很大程度上将密钥交换的过程进行实现，又提高了对称密码系统加密和解密的速度。

（五）身份识别系统。在运作身份识别时，首先要建立一个“询问”和“响应”的交互协议，并在其上面进行运作。一方在采用对方的公钥进行加密，从而建立一个可以随着时间的变化而变化的“询问”系统，并将加密文件传送给对方。如果对方在拿出私钥解密密文时，就会有正确的“响应”。从中可以看出对方是否是拥有私钥的人，如果拿不出就表明不是。

三、总结

利用RSA算法在信息安全中进行应用时，首先要对RSA算法的思想进行有效的分析，从而进行应用。在应用的过程中，RSA算法可以起到有效的加密和解密作用以及数字签名的作用。同时，使用RSA算法，必须要保证同时实现秘密通信与数字签名；要做好身份识别系统和密钥交换工作。从而提高RSA算法在信息安全中的应用水平。

参考文献：

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[4]赵小明，章美仁.RSA数字签名技术在电子公文流转中的应用[J].计算机工程与设计，2005，35（05）：45-48.

作者简介：

简雄，男，1983年1月―，籍贯：陕西南郑，工作单位：海南医学院，研究方向：信息通信、网络管理技术、网络信息安全。

林先念，男，1970年12月―，籍贯：海南文昌，工作单位：海南医学院，研究方向：信息通信、计算机网络、数据库、计算机基础教学、网页制作。