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RSA信息安全技术思考

【摘要】在互联网技术迅速发展,以及计算机日渐普及的背景下,人们的生产生活方式发生了翻天覆地的变化,互联网用户数量与日俱增,数据信息的传播更加依赖于网络,给人们带来了众多便利。但是,在利用网络传输信息过程中,经常会出现信息泄露、被恶意篡改、病毒木马攻击等问题,对用户信息安全造成了极大威胁,同时也不利于构建稳定、有序的网络环境。为保护用户个人信息安全,就需要采用信息安全加密技术,文章详细分析了RSA信息安全加密系统技术,并对其具体应用进行了讨论,希望对构建网络安全体系有所帮助。

【关键词】RSA;信息安全;加密系统;设计与实现

当今社会已经进入到信息化时代,互联网在生产生活中扮演着越来越重要的角色,而网络安全问题也变得更为严峻。RSA作为一种应用最为广泛的公钥加密算法,对当前已知的大多数密码攻击,都能够起到良好的抵御效果,并且还可以配合数字签名技术进行信息安全加密,是目前公认的比较优秀的一种公钥方案。随着信息安全加密要求的不断提高,以及对RSA算法研究的不断深入,该项技术也变得更加成熟和完善,在信息安全加密系统中有着更为广阔的应用空间。

1.信息安全加密技术简要介绍

信息安全加密技术是在网络化和信息化时代背景下,提出的一种用于保护信息安全的技术。当前,互联网已经渗透到社会的各个领域和行业,人们对网络的依赖程度不断提高,在对信息进行存储、传输和处理时,更加倾向于选择网络,这样一来,用户的个人信息都可以通过网络查询出来,用户个人信息安全得不到有效保障。而信息安全加密技术的出现和应用,可以有效解决这一问题,对用户个人信息起到了良好的保护作用。如果以信息安全加密密钥为分类标准,则可以将其分为对称密钥加密技术和非对称密钥加密技术两大类,其中非对称密钥加密技术又叫做公开密钥加密技术,能够与数字签名技术结合使用,准确识别、核对信息发送者的身份,只有拥有解密密钥的人员,才可顺利通过审核对系统信息进行访问和使用,在保护信息安全方面起到了重要作用[1]。在非对称密钥加密技术中,以RSA公钥加密算法最为常见,应用也最为广泛。

2.RSA信息安全加密系统技术原理及运行过程在应用

RSA信息安全加密系统技术之前,应先了解其工作原理及运行过程,为系统设计与实现提供理论依据。

2.1RSA信息安全加密系统技术原理

一般情况下,RSA公钥加密算法都是与数字签名技术结合使用的。首先,签名者对原始数据进行处理后,用摘要的形式将其表示出来,作为明文进行加密。然后数据经过传输被接受者获取后,需通过解密形成摘要,与签名者定义的摘要进行比较,当两者之间不存在任何差异时,则接受者通过签名身份审核,可以访问系统信息,并对其加以使用或修改;如果两次摘要出现差异,则证明接受者签名无效,不能对信息系统进行访问。在RSA信息安全加密系统技术中,签名者对应唯一的密钥拥有者,两者为同一个人,处于绑定状态,只有签名者才能利用密钥正确解密。因为RSA算法和杂凑函数是非常敏感的,所以,在对比数据运算结果与原始签名过程中,对两者之间的精准度有着极高的要求,任意一处数据出现不同,都表示签名无效,用户则没有权限查看系统信息[2]。

2.2RSA信息安全加密系统运行过程

RSA信息安全加密系统,整个运行过程分四步完成。第一步,数据发送者采用杂凑函数形式,对自身所拥有的数据进行运算,选取其中具有代表性的数据,用摘要的形式将其表示出来。第二步,签名者利用密钥对得到的摘要进行加密,生成数字签名,作为身份认证依据,待数字签名生成完毕后,签名者将从发送者出得到的信息进行再次传输。第三步,信息传输至接受者处,同样需要先采用杂凑函数方法对其进行运算,得到这部分数据的摘要,并借助解密密钥,将密文信息转化成明文,完成摘要解密过程,第四步,将解密摘要与原始摘要进行比较,根据两者是否一致,来判断签名是否有效,实现对访问者身份的准确识别,如果两次摘要一模一样,则访问者通过身份验证,反之,则表示访问者为第三方,不拥有解密密钥[3]。通过这四个运行环节,RSA信息安全加密系统可以保证信息传输的安全性和完整性,对数据信息起到了良好的保护作用。

3.RSA信息安全加密系统设计与实现

基于RSA信息安全加密系统技术原理及运行过程,可以以此作为理论依据,利用RSA算法和组合加密算法,设计构建信息安全加密系统,实现RSA公钥加密算法的科学运用。

3.1RSA算法和组合加密算法

RSA算法属于一种典型的非对称密钥算法,融合了数论及大整数因数分解知识,在该算法中主要涉及到n、e1和e2三个参数,三个参数形成由公钥和私钥组成的密钥对,分别表示为(n,e1)和(n,e2),其中n表示两个大质数p、q的乘积,在利用二进制对其运算时,所得计算结果的位数表示密钥长度。e1与e2两者之间存在关联性,对于e1的选择,没有特殊要求,但是,需保证e1与(p-1)*(q-1)互质,而在选择e2时,需要根据式子:(e2*e1)mod((p-1)*(q-1))=1进行,再结合e1的取值,来确定e2的具体大小[4]。传统的RSA算法运算效率较低,经过长期研究和不断改进,结合滑动窗口算法形成了组合加密算法,有效的提高了加解密运算效率。在利用组合加密算法时,先用二进制表示加密指数,并将其分为零和非零两部分,缩短指数长度;然后利用线性表T、X、L将乘幂后求模运算转化为成模和平方模进行计算,简化运算过程;最后,比较计算结果与模数两者大小,当计算结果偏高时,则将两者之间的数值差替换成模数,降低操作数的基。

3.2系统设计与实现

在对RSA信息安全加密系统进行设计时,应从加密功能要求,以及加密安全性和可靠性两方面进行考虑,一般情况下,系统应具备外壳绑定、批量加密、扩展加密、基本加密、数据流加密等主要功能;同时,还应根根据文件类型,选用与之最为匹配的加密方式。要想保证系统运行性能的良好性,在信息加密和传输过程中,能够保证不会出现信息泄露现象,另外,系统应具备较强的适用性,可在不同平台下进行运行,加密出现异常问题时可以发出提示,并且不会影响到信息内容。RSA信息安全加密系统由客户端和服务端两部分组成,在设计客户端时,先选择需要加密的信息,可借助文件对话框来实现,然后根据文件类型,选择最佳的加密算法,当加密信息选择错误时,可将其删除重新进行选择,然后将加密请求传输至服务端。服务端在接受到加密请求后,需先对加密信息作出判断,然后进行加密和解密处理,并通过鼠标进行点击,将不同的功能模块出来,并设置进度条,将系统实际运行状态及文件处理速度显示出来,进而完成RSA信息安全加密系统构建。

4.结束语

加强信息安全防护体系的构建,维护网路环境秩序的稳定性,不仅是保护网络用户个人隐私的必要措施,而且也是推动计算机网络技术健康发展的重要前提,必须明确该项工作的重要性,加大技术研究力度,不断进行技术创新。通过对RSA信息安全加密系统技术原理及运行过程进行分析,依据RSA算法和组合加密算法,对传统RSA算法进行优化和改进,可以实现该项技术在信息安全防护体系中的良好应用,保证了数据传输的安全性和完整性,数信息加密效果比较理想,对推动计算机技术的长远发展具有重要意义。

作者:姚金浩 单位:南京邮电大学计算机学院

参考文献

[1]任学强.基于RSA算法的网络文件加密系统研究[J].电子技术与软件工程,2013(20):30-31.

[2]郑泛舟.RSA信息安全加密系统技术的研究[J].电脑迷,2017,(1):48-48.

[3]卢秀慧.基于RSA快速加密算法的网络文件加密系统设计[D].中北大学,2013.

[4]王喆.基于FPGA的AES和RSA混合加密系统设计实现[D].北方工业大学,2014.DOI:10.19353/j.cnki.dzsj.2017.13.126

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