要講逆向,那麽肯定少不了密碼學,因為所有的逆向(攻防)都是對已加密的數據進行解密。所以我們必須初步了解加密的方式有哪些,畢竟知己知彼,才能百戰百勝。
接下來,我將從以下四方面來講述密碼學相關的內容:
1、什麽是密碼學
2、RSA數學原理
3、RSA終端命令
4、總結
密碼學的歷史大致可以追溯到兩千年前,相傳古羅馬名將凱撒大帝為了防止敵方截獲情報,用密碼傳送情報。凱撒的做法很簡單,就是對二十幾個羅馬字母建立壹張對應表。這樣,如果不知道密碼本,即使截獲壹段信息也看不懂。
從凱撒大帝時代到上世紀70年代這段很長的時間裏,密碼學的發展非常的緩慢,因為設計者基本上靠經驗。沒有運用數學原理。
在1976年以前,所有的加密方法都是同壹種模式:加密、解密使用同壹種算法。在交互數據的時候,彼此通信的雙方就必須將規則告訴對方,否則沒法解密。那麽加密和解密的規則(簡稱密鑰),它保護就顯得尤其重
要。傳遞密鑰就成為了最大的隱患。這種加密方式被成為對稱加密算法(symmetric encryption algorithm)。
1976年,兩位美國計算機學家 迪菲(W.Diffie)、赫爾曼( M.Hellman ) 提出了壹種嶄新構思,可以在不直接傳遞密鑰的情況下,完成密鑰交換。這被稱為“迪菲赫爾曼密鑰交換”算法。開創了密碼學研究的新方向。
1977年三位麻省理工學院的數學家 羅納德·李維斯特(Ron Rivest)、阿迪·薩莫爾(Adi Shamir)和倫納德·阿德曼(Leonard Adleman)壹起設計了壹種算法,可以實現非對稱加密。這個算法用他們三個人的名字命名,叫做RSA算法。
也就是說「迪菲赫爾曼密鑰交換」在密碼學歷史的車輪中成為了壹個轉折點。
咱們這裏先把所有需要用到的公式定理列出來:
1、取模運算
2、歐拉函數φ
3、歐拉定理,費馬小定理
4、模反元素
5、迪菲赫爾曼密鑰交換
取模運算(“Modulo Operation”)和取余運算(“Complementation ”)兩個概念有重疊的部分但又不完全壹致。主要的區別在於對負整數進行除法運算時操作不同。
在這列出各種負數情況的例子供大家理解:
7 mod 4 = 3(商 = 1 或 2,1<2,取商=1)
-7 mod 4 = 1(商 = -1 或 -2,-2<-1,取商=-2)
7 mod -4 = -1(商 = -1或-2,-2<-1,取商=-2)
-7 mod -4 = -3(商 = 1或2,1<2,取商=1)
函數值符號規律(余數的符號) mod(負,正)=正 mod(正,負)=負
結論:兩個整數求余時,其值的符號為除數的符號。
可以簡單理解為:
如果n可以分解為 兩個互質(不壹定是兩個質數) 的數之積A和B,那麽:
φ(n) = φ(A) * φ(B)
如果 A和B 又同時為質數,那麽:
φ(n) = (A-1) * (B-1)
首先這裏說壹下,定制之所以是定理是被人證明過的,如何證明的不管,當然妳也可以增加去證明下,反正我不管(……&%¥%……&%&……&%),哈哈
如果m、n為正整數,且m、n互質,那麽:
如果n為質數,那麽:
公式轉換:
如果兩個正整數e和x互質,那麽壹定可以找到整數d,使得 e*d-1 被x整除。那麽d就是e對於x的“模反元素”。
如上圖:
客戶端持有壹個隨機數13 ,服務端持有隨機數15,再選壹對特殊的數,3是17的原根(啥是 原根 ?)。
兩端交換的都是密文,就算中間被劫持,也不知道最後需要的傳輸的內容是10
那麽這個10就是最後真正的秘鑰。
證明過程
設
那麽:
又由於上面模反元素 最後得出
所以得出最終結論:
這個公式也就是我們最後的RSA加密公式!!!
其中:
補充:
1、n會非常大,長度壹般為1024個二進制位。(目前人類已經分解的最大整數,232個十進制位,768個二進制位)
2、由於需要求出φ(n),所以根據歐函數特點,最簡單的方式n 由兩個質數相乘得到: 質數:p1、p2
Φ(n) = (p1 -1) * (p2 - 1)
3、最終由φ(n)得到e 和 d 。
總***生成6個數字:p1、p2、n、φ(n)、e、d
關於RSA的安全:
除了公鑰用到了n和e 其余的4個數字是不公開的。
目前破解RSA得到d的方式如下:
1、要想求出私鑰 d 。由於e d = φ(n) k + 1。要知道e和φ(n);
2、e是知道的,但是要得到 φ(n),必須知道p1 和 p2。
3、由於 n=p1*p2。只有將n因數分解才能算出。
由於Mac系統內置OpenSSL(開源加密庫),所以我們可以直接在終端上使用命令來玩RSA. OpenSSL中RSA算法常用指令主要有三個:
1、由於RSA加密解密用的不是壹套數據,所以其保證了安全性。
2、由於私鑰過大,所以效率較低
3、如果有壹天量子計算機被普及(計算速度極快),那麽1024位已經不足以讓RSA安全。