RSA的选择密文攻击。
RSA在选择密文攻击面前很脆弱。一般攻击者是将某一信息作一下伪装(Blind),让拥有私钥的实体签署。然后,经过计算就可得到它所想要的信息。实际上,攻击利用的都是同一个弱点,即存在这样一个事实:乘幂保留了输入的乘法结构:
(XM)^d=X^d*M^dmodn
前面已经提到,这个固有的问题来自于公钥密码系统的最有用的特征--每个人都能使用公钥。但从算法上无法解决这一问题,主要措施有两条:一条是采用好的公钥协议,保证工作过程中实体不对其他实体任意产生的信息解密,不对自己一无所知的信息签名;另一条是决不对陌生人送来的随机文档签名,签名时首先使用One-WayHashFunction对文档作HASH处理,或同时使用不同的签名算法。在中提到了几种不同类型的攻击方法。
RSA的公共模数攻击。
若系统中共有一个模数,只是不同的人拥有不同的e和d,系统将是危险的。最普遍的情况是同一信息用不同的公钥加密,这些公钥共模而且互质,那末该信息无需私钥就可得到恢复。设P为信息明文,两个加密密钥为e1和e2,公共模数是n,则:
C1=P^e1modn
C2=P^e2modn
密码分析者知道n、e1、e2、C1和C2,就能得到P。
因为e1和e2互质,故用Euclidean算法能找到r和s,满足:
r*e1+s*e2=1
假设r为负数,需再用Euclidean算法计算C1^(-1),则
(C1^(-1))^(-r)*C2^s=Pmodn
另外,还有其它几种利用公共模数攻击的方法。总之,如果知道给定模数的一对e和d,一是有利于攻击者分解模数,一是有利于攻击者计算出其它成对的e'和d',而无需分解模数。解决办法只有一个,那就是不要共享模数n。
RSA的小指数攻击。有一种提高RSA速度的建议是使公钥e取较小的值,这样会使加密变得易于实现,速度有所提高。但这样作是不安全的,对付办法就是e和d都取较大的值。
RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法,也易于理解和操作。RSA是被研究得最广泛的公钥算法,从提出到现在已近二十年,经历了各种攻击的考验,逐渐为人们接受,普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA的安全性依赖于大数的因子分解,但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价。即RSA的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性能如何,而且密码学界多数人士倾向于因子分解不是NPC问题。
RSA的缺点主要有:A)产生密钥很麻烦,受到素数产生技术的限制,因而难以做到一次一密。B)分组长度太大,为保证安全性,n至少也要600bits以上,使运算代价很高,尤其是速度较慢,较对称密码算法慢几个数量级;且随着大数分解技术的发展,这个长度还在增加,不利于数据格式的标准化。目前,SET(SecureElectronicTransaction)协议中要求CA采用2048比特长的密钥,其他实体使用1024比特的密钥。
DSS/DSA算法
DigitalSignatureAlgorithm
(DSA)是Schnorr和ElGamal签名算法的变种,被美国NIST作为DSS(DigitalSignatureStandard)。算法中应用了下述参数:
p:Lbits长的素数。L是64的倍数,范围是512到1024;
q:p-1的160bits的素因子;
g:g=h^((p-1)/q)modp,h满足h<p-1,h^((p-1)/q)modp>1;
x:x<q,x为私钥;
y:y=g^xmodp,(p,q,g,y)为公钥;
H(x):One-WayHash函数。DSS中选用SHA(SecureHashAlgorithm)。
p,q,
g可由一组用户共享,但在实际应用中,使用公共模数可能会带来一定的威胁。签名及验证协议如下:
1.P产生随机数k,k<q;
2.P计算r=(g^kmodp)modq
s=(k^(-1)(H(m)+xr))modq
签名结果是(m,r,s)。
3.验证时计算w=s^(-1)modq
u1=(H(m)*w)modq
u2=(r*w)modq
v=((g^u1*y^u2)modp)modq
若v=r,则认为签名有效。
DSA是基于整数有限域离散对数难题的,其安全性与RSA相比差不多。DSA的一个重要特点是两个素数公开,这样,当使用别人的p和q时,即使不知道私钥,你也能确认它们是否是随机产生的,还是作了手脚。RSA算法却作不到。