8、密码学安全与块密码：原理、生成与保护

密码学安全与块密码：原理、生成与保护

1. 密码学安全概述

在密码学中，当我们评估一个密码的安全性时，会考虑其总轮数与成功被攻击的轮数之间的差异。经过多年研究，如果一个密码的安全余量仍然很高，我们就有信心认为它（可能）是安全的。

2. 密钥生成

2.1 密钥生成方法

如果计划对数据进行加密，就需要生成密钥，这些密钥可以是临时的“会话密钥”（如浏览 HTTPS 网站时生成的密钥），也可以是长期的公钥。密钥是密码学安全的关键，应随机生成，以确保其不可预测性和保密性。密钥的生成方式主要有以下三种：
- 随机生成 ：使用伪随机数生成器（PRNG），必要时结合密钥生成算法。
- 从密码派生 ：使用密钥派生函数（KDF）将用户提供的密码转换为密钥。
- 通过密钥协商协议 ：多方之间进行一系列消息交换，最终建立共享密钥。

2.2 对称密钥生成

对称密钥是双方共享的秘密密钥，生成相对简单。通常，对称密钥的长度与所提供的安全级别相同，例如 128 位密钥提供 128 位的安全性。使用密码学 PRNG 生成 n 位对称密钥，只需向其请求 n 个伪随机位，并将这些位用作密钥。可以使用 OpenSSL 工具包生成随机对称密钥，示例命令如下：

$ openssl rand -hex 16
65a4400ea649d282b855bd2e246812c6

2.3 非对称密钥生成