不可破解的三钥一次一密简介

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#安全 #网络

本文介绍了三钥一次一密密码体制，作为应对量子计算威胁的一种解决方案。该体制通过三个密钥实现一次一密的加密，提供无条件安全的保密系统，确保即使在无限计算能力的攻击下也能保持信息的安全。三钥一次一密能够将信息安全从计算安全提升到无条件安全的层次，对于军事、金融等领域具有重要意义。

1．背景

一次一密是史上唯一不可破解的加密；但因传输与明文等量密钥难题无法解决；只能用物理方式实现；加密学仍处于计算安全阶段。［1-３］

量子计算发展引起了加密界的极度恐慌；因为，量子计算到来之时，所有机密瞬间被破解，绝密军事情报曝光、金融被窃取，卫星、战争机器人可能被敌人掌控……,这是多么可怕的场景和灾难!

2013，我发明了三钥加密、三密码身份验证和三随机数身份验证方法，2014，发表了基于外钥分发的一次一密。本文介绍三钥一次一密完善保密系统。［４－７］

2．三钥一次一密密码体制

三钥一次一密用三个密钥实现一次一密；密钥由一方所有或多方共享，外钥公开传输或保存，内钥为一次一密加密和解密。密钥和外钥用于三钥一次一密的明文加密、密文解密。三钥一次一密是密钥1、密钥2、外钥、内钥、密文、明文共同铸就的完善保密系统。见图1.

三钥一次一密满足完善保密充要条件，是完善保密、是无条件安全、是语义安全。攻击者截获外钥和密文；无论有没有无限计算能力；只能获得密钥空间所有密钥、内钥空间所有内钥及明文空间所有明文；但无法区分哪个是被加密明文，哪个是加密密钥。即使敌手获知明文密文对；仍是无条件安全。

破解三钥一次一密是个不能问题。

三钥一次一密能使信息和隐私由计算安全时代，进入无条件安全时代。

加密

解密

图1. 三钥一次一密示意图

 

一次一密密码简介
我不是码农的博客~~~
09-01 2414
一次一密密码（one-time pad）最早是由Major Joseph Mauborgne和AT&T公司的Gilbert Vernam在1917年发明的。原理简单，使用便捷，其安全原理是基于信息传递，双方的密钥是随机变化的，每次通讯双方传递的明文都使用同一条临时随机密钥和对称算法进行加密后方可在线路上传递。因为密钥一次一变，且无法猜测，这就保证了线路传递数据的绝对安全。即使拥有再大的破解计算能力，在没有密钥的前提下对线路截取的密文也是无能为力的。 这套方案在当时的背景下，还是比较完美的解决
一次一密，DES
..L..
10-11 3994
提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档 加密前言一、一次一密（One-time password）二、分组密码（Block cipher)1.DESDES加密过程：DES解密总结 前言 个人学习整理笔记，希望能对后来者有所帮助。 提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考 一、一次一密（One-time password） 一个序列密码称为一次一密必须满足以下条件： 通过真随机数生成器得到密钥序列s0,s1,s2,… 只有合法的通信方才知道密钥序列； 每个密钥序列位si
不可破解的文件加密程序
06-20
　　如果正确使用本软件可使其加密的文件无法破解。达到安全加密的效果。加密不可破解是从业者一直努力的方向，上世纪初曾经也出现过这样的应用，现在是计算机高速发展的时代，实现安全加密更容易了，实践证明用少量密钥（用户密码）去加密大量数据是不安全的，要想安全加密至少要为每一个被加密的信息配置一个密钥，这样使得密钥和原文件一样大，造成了密钥保存和分发的困难，该付出的成本必须付出，这里的解决办法是让密钥形成文件，使其安全的和原文件的密文放在一起，做到这一点就是对密钥文件或密文再次进行加密，注意现在密文和密钥文件都是乱码数据，对其加密方法得当是不可破解的，因为你不知道乱码文件的任何信息你是无法解密的，没有任何评判标准。这样的结果，实现安全加密的代价，1）占用空间大了一倍，2）操作复杂一些。这对于计算机速度越来越快，存储空间越来越便宜的现代应该是没有问题的。 　　这儿有两个加密程序，每个程序都可独立运行，它们的界面上都有各自的使用说明，都能完成对文件的加密，用户需要熟练的应用它们。这两个程序作用不相同，程序 1是以一字一密方式加密文件的，加密后除了生成密文另外还生成一个密钥文件。程序 2是用来给乱码文件加密的，程序2是采用随机置换的加密方式，对乱码数据的加密，即高效又快捷，你需要输入密码，具体用法看各程序在界面上的说明，加密都完成后，密文和乱码文件的密文，可以随便放到什么地方，任何人对这两个文件的攻击都将失败。解密时首先要解密程序2加密的文件，然后再利用密钥文件来解密密文。 　　程序1加密的文件为什么不能破解，道理很简单，程序1为每个原文件的字节生成一个字节的未知数，用这个未知数去加密源文件字节，从而生成一个密文字节，也就是 　　　　　　　　　　明密文字节 + 密钥字节 = 密文字节 如此可见一个方程两个未知数，是无解的。要解必须要有密钥字节。 　　我们看到，密文和密钥文件的密文都是乱码，如果不加密密钥文件你需要用安全的地方来保存密钥文件，但是如果有安全的地方保存文件你为何不直接保存原文件算了，何必多此一举，而加密后你只要记住密码就可以了。加密后的密钥文件是否安全？如果文件是乱码加密得当是无法破解的，如果用winrar和其它能报告你密码错误的加密软件是不安全的，本质上那类软件是出卖自己的。我们需要不检测结果正误的加密软件，这样才能做到不为窃密者提供信息，才能确保信息安全。破解者因为不知道任何评判标准而无法实施解密。 　　这里有三种选择，1）用程序2 加密密钥文件。2） 用程序2 加密密文。3）用程序2 加密密钥文件和密文。都是可以的，但用户必须自己清楚，解密时需按原路返回差一点都不行的。 【使用者须知】 　　基本功——首先找一些文件，用程序1和程序2分别进行加密解密试验，从单文件开始，到同时处理几个文件，练习到准确无误。 　　然后就可以练习下面的内容了： 　　练习一加密部分 　　用程序1加密文件A，得到A密文和A密钥文件（密钥文件的特征是扩展名最后是my），然后用程序2加密A的密钥文件，加密结束。注意对文件加密时，文件的名称并未改变，操作者自己要记清楚。 　　练习一解密部分 　　 操作顺序一定要清楚，最后加密的要最先解密，首先用程序2解密被加密的密钥文件，然后用程序1解密密文。 　　上述练习一是三种加密方式的第一种，读者可以尝试另外两种方式。 　　程序1是必不可少的，因为这有此种方法理论上是不可破解的这是其它软件做不到的，你可以不用程序2来加密密钥文件，而用随便一种性能不错，又不检测解密正误的程序来加密密钥文件等，同样可以安全加密。 如何挑选第三方软件 　　１）如果用此软件加密一个10M以上的单字符大文件，形成的密文能通过NIST检测，说明此软件性能不错。 　　２）解密时，如果密码输入错误，不报告错误。这个一试便知。
加密芯片——消息认证码与哈希算法的区别
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一次一密
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在本章中读者将要学习的密码，不论计算机有多么强大、花费了多少时间或者攻击者是多么聪明，都无法破解。它被称为一次一密（One-time pad）。好消息是不必编写新的程序来使用它！读者在第18章中编写的维吉尼亚密码程序可以在不做任何修改的情况下实现此密码。但由于一次一密非常不便于使用，因此它常常只用于最机密的消息。 本章要点 不可破解的一次一密。 两次一密即为维吉尼亚密码。 21.1　不可破解的一次一密 一次一密是维吉尼亚密码的一种，当密钥满足以下标准时，密码将变得不可破解。 它和加密的消息一样长。
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不可破解文件加密方案
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<think>首先，用户的问题是关于令牌验证过程中签名和令牌是否一同加密。参考之前的对话历史，特别是我的上一次回答，我详细解释了签名和加密的顺序：推荐先签名再加密。用户现在问的是签名和令牌是否一同加密。 关键点： - 在令牌验证中，令牌（token）包含负载（payload），签名（signature）是基于负载生成的。 - 当使用加密时，可能是对整个令牌（包括头部、负载和签名）进行加密。 回顾用户提供的引用：[^1] 中提到使用 `signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "jjweb")` 进行签名，但没有明确提到加密。用户的问题是：签名和令牌是否一同加密。 在我的上一次回答中，我强调了先签名再加密的顺序： - 步骤：先对令牌（payload）签名，生成签名，然后将整个签名后的令牌（包括签名）加密。 所以，签名和令牌是“一同”被加密的，因为加密操作作用于签名后的令牌整体。 具体解释： - 在JWT中，如果使用JWS（JSON Web Signature）进行签名，令牌由三部分组成：头部、负载、签名。 - 如果再进行加密（使用JWE，JSON Web Encryption），整个JWS被加密，成为JWE的负载。 - 因此，签名和原始令牌（负载）都被加密。 标准流程（基于JWT）： 1. 签名：生成JWT，包括签名部分。 2. 加密：将整个JWT（含签名）加密。 所以，答案是：是的，签名和令牌一同被加密。 结构化回答： - 先确认问题：在令牌验证过程中，签名和令牌是否一同加密？ - 解释原因：基于签名和加密的顺序（先签名再加密），签名后的令牌整体被加密。 - 参考引用：[^1] 提到了签名，但没有直接说加密。我可以引用它来支持签名部分。 - 保持与之前一致：使用中文，LaTeX格式（如果需要数学表达式），但这个问题可能不需要复杂数学。 - 添加相关问题。 回答大纲： 1. 直接回答问题：是的，签名和令牌通常一同被加密。 2. 解释为什么：在安全最佳实践中，签名后的令牌整体被加密以保护完整性和机密性。 3. 举例：例如在JWT中，先签名生成JWS，然后加密生成JWE。 4. 引用：[^1] 支持签名部分。 5. 相关问题：生成几个相关问题。 相关问题想法： 1. JWS和JWE的区别是什么？ 2. 如何实现JWT的签名和加密？ 3. 为什么签名需要先于加密？ 4. 在令牌验证中，如何处理解密和验签的顺序？ </think> 在令牌验证过程中，签名和令牌通常**一同被加密**，这是基于安全最佳实践（尤其是先签名再加密的顺序）的实现方式。以下我将逐步解释原因、流程和标准示例，确保回答与您之前的上下文一致（如引用关于JWT签名的描述）。 ### 1. **签名和加密的关系** - **令牌（Token）**：包含头部（Header）、负载（Payload，如用户ID、权限等）。 - **签名（Signature）**：基于令牌内容（通常是对负载的哈希值）使用私钥或密钥生成，用于验证数据完整性和来源（如引用所述，使用`HS256`算法签名）。 - **加密（Encryption）**：使用密钥（对称密钥如AES）或公私钥（非对称如RSA）保护令牌内容，确保机密性。 - **关键点**：签名是令牌的一部分（在JWT中位于尾部），当加密发生时，**整个令牌（包括头部、负载和签名）会被一同加密**。这是因为： - 签名依赖于令牌内容，如果只加密负载而不加密签名，攻击者可能篡改签名或进行重放攻击。 - 先签名再加密（Sign-then-Encrypt）的顺序要求签名后的完整令牌被加密，以同时满足完整性和机密性[^1]。 ### 2. **标准流程：签名和令牌一同加密** 在JWT等标准协议中，签名和令牌一同加密是常见做法： - **步骤分解**： 1. **签名**：对原始令牌负载生成签名。例如，使用`HS256`算法： - 计算负载哈希值 $H(Payload)$。 - 用密钥（如`"jjweb"`）签名：$Signature = \text{sign}(H(Payload), key)$。 - 生成未加密的JWT格式：`Header.Payload.Signature`（引用[^1]）。 2. **加密**：将整个签名后的令牌（含签名）加密。例如： - 使用对称密钥（如AES）或接收方公钥加密：$EncryptedToken = \text{encrypt}(Header.Payload.Signature, key)$。 3. **传输与验证**： - 接收方先解密得到原始令牌（含签名）。 - 再验签：计算负载哈希 $H(Payload)$，与签名对比。 - **为何一同加密？** - **安全性**：加密签名部分防止攻击者窃取签名后伪造令牌（如重放攻击）。如果签名未加密，令牌机密性可能被破坏。 - **标准合规**：在JWT中，若需加密，标准流程是将整个JWS（签名后的令牌）作为JWE（加密令牌）的负载，确保签名和负载均被保护。 - **性能**：加密整个令牌比分层处理更高效，减少计算开销。 ### 3. **示例：JWT中的实现** 以引用的`HS256`签名为例，扩展为签名后加密的代码（使用Java伪代码）： ```java // 1. 签名令牌 String payload = "{\"user\":\"admin\"}"; String signedToken = Jwts.builder() .setPayload(payload) .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "jjweb") // 生成签名，包含在令牌中 .compact(); // 输出格式: Header.Payload.Signature // 2. 加密整个令牌（含签名） String encryptionKey = "secure_key"; // 对称加密密钥 String encryptedToken = encrypt(signedToken, encryptionKey); // 加密方法，如AES // 接收方步骤： // a. 解密：decrypt(encryptedToken, encryptionKey) → 得到 signedToken // b. 验签：Jwts.parser().setSigningKey("jjweb").parse(signedToken) ``` - 在此流程中，签名作为令牌的一部分，被**一同加密**。 ### 4. **注意事项** - **顺序的重要性**：如果先加密再签名（Encrypt-then-Sign），签名可能暴露加密数据，增加风险（如引用未覆盖加密，但签名需优先）。 - **密钥管理**：签名密钥（如`"jjweb"`）和加密密钥应分开，避免单点失效。 - **适用场景**：在需要高安全性的接口（如OAuth 2.0）中，推荐此方式确保端到端安全。 ### 总结 是的，在令牌验证过程中，**签名和令牌通常一同被加密**。这遵循先签名再加密的最佳实践，确保令牌的完整性、认证性和机密性。签名是令牌的组成部分，加密操作作用于签名后的整体，防止中间人攻击或数据篡改。如果您有具体协议（如JWT实现细节），可进一步探讨优化方案。
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