14、非对称加密系统：原理与应用

非对称加密系统：原理与应用

1 引言

非对称加密系统是现代密码学的重要组成部分，广泛应用于网络安全、电子商务和个人隐私保护等领域。与传统的对称加密系统相比，非对称加密系统的特点在于使用一对密钥：公钥和私钥。公钥用于加密，私钥用于解密。这种特性使得非对称加密系统在许多应用场景中具有独特的优势。

1.1 非对称加密系统的基本原理

非对称加密系统的核心思想是使用一组陷门函数。陷门函数是指那些容易计算但在没有特定信息（即陷门）的情况下难以逆向计算的函数。通过这种方式，加密和解密算法可以使用不同的密钥，从而实现非对称性。

具体来说，非对称加密系统由三个高效可计算的算法组成：

• Generate : 生成一对密钥（公钥和私钥）。该算法接受一个安全参数作为输入，并生成一个公钥对。
• Encrypt : 使用公钥对明文进行加密。加密后的密文只有持有对应私钥的接收者才能解密。
• Decrypt : 使用私钥对密文进行解密，恢复原始明文。

下图展示了非对称加密系统的运作原理：

sequenceDiagram
    participant 发送者
    participant 接收者
    发送者->>接收者: 获取接收者的公钥
    发送者->>发送者: 使用公钥加密明文消息 m
    发送者->>接收者: 发送加密后的密文 c