《现代密码学——基于安全多方计算协议的研究》 第二章中Diffie-Hellman问题深入探讨

Diffie-Hellman(赫尔曼)算法是一种密钥交换协议,允许两个人在不安全的通信环境中安全地生成一个共享密钥,以便进行加密通信。它不涉及消息的加密和解密,而是用于生成共享密钥。Diffie-Hellman算法的安全性基于离散对数问题的困难性。

Diffie-Hellman算法的步骤如下:

  1. 选定参数 (p ) 和 (g ) :首先,Alice和Bob需要协商选择两个公开的参数 (p ) 和 (g )。其中, (p ) 是一个大质数,而 (g ) 是 (p ) 的一个原根,也就是 (g ) 的幂按模 (p ) 可以得到从1到 (p-1 ) 所有整数的集合。

  2. 选择私密数字 (a ) 和 (b ) :接下来,Alice选择一个私密数字 (a ),而Bob选择一个私密数字 (b )。这些私密数字可以是任意的正整数,但通常会选择为一个不太小也不太大的随机数。

  3. 计算公开值 (A ) 和 (B ) :每个参与者根据选定的 (p ) 和 (g ),以及自己的私密数字,计算出一个公开的值。具体地说,Alice 计算 (A = g^a mod p ),而 Bob 计算 (B = g^b mod p )。

  4. 交换公开值 (A ) 和 (B ) :Alice和Bob交换他们计算出的公开值 (A ) 和 (B )。

  5. 计算共享密钥 (K ) :最后,每个参与者使用对方发送的公开值和自己的私密数字计算出共享密钥。具体地说,Alice 计算 (K = B^a mod p ),而 Bob 计算 (K = A^b mod p )。

现在,Alice和Bob都拥有了相同的共享密钥 (K ),并且其他人很难通过公开的值 (A )、 (B ) 和 (p )、 (g ) 推断出这个密钥。这就是 Diffie-Hellman 算法的基本原理。

Diffie-Hellman算法的安全性基于离散对数问题的困难性,即给定 (g^a mod p ) 和 (g^b mod p ),很难计算出 (g^{ab} mod p )。因此,即使攻击者知道了 (p ) 和 (g ) 的值,也很难破解 Diffie-Hellman 算法生成的共享密钥。

在整个过程中, (p ) 和 (g ) 是公开的参数,而私密数字 (a ) 和 (b ) 只有各自的持有者知道。这就确保了 Diffie-Hellman 算法的安全性和有效性。

好的,让我逐步为你解释:

  1. 首先,Alice 和 Bob 选定了一个质数 (p = 23 ) 和一个基数 (g = 5 )。

  2. 接下来,Alice 选择了一个私密数字 (a = 6 ),而 Bob 选择了一个私密数字 (b = 15 )。

  3. 然后,他们分别计算他们的公开值:

  • Alice 计算 (A = g^a mod p ):

(A = 5^6 mod 23 = 15625 mod 23 = 8 )

  • Bob 计算 (B = g^b mod p ):

(B = 5^{15} mod 23 = 30517578125 mod 23 = 19 )

  1. 现在,Alice 和 Bob 交换他们的公开值 (A ) 和 (B )。

  2. 最后,他们各自使用对方发送的公开值和自己的私密数字计算出共享密钥:

  • Alice 计算 (K = B^a mod p ):

(K = 19^6 mod 23 = 47045881 mod 23 = 2 )

  • Bob 计算 (K = A^b mod p ):

(K = 8^15 mod 23 = 35184372088832 mod 23 = 2 )

现在,Alice 和 Bob 都得到了相同的共享密钥 (K = 2 ),并且其他人很难通过公开的值 (A )、 (B ) 和 (p )、 (g ) 推断出这个密钥。这就是 Diffie-Hellman 算法的基本原理。

相关推荐
栗子不爱栗子30 分钟前
从理解AI到驾驭文字:一位技术爱好者的写作工具探索手记
python·学习·ai
sjg200104142 小时前
golang学习随便记x[2,3]-字符串处理与正则表达式
开发语言·学习·golang
fictionist2 小时前
动态 Web 开发技术入门篇
java·服务器·开发语言·笔记·学习·mysql·spring
恰薯条的屑海鸥4 小时前
零基础学前端-传统前端开发(第三期-CSS介绍与应用)
前端·css·学习·css3·前端开发·前端入门·前端教程
阑梦清川4 小时前
国防科技大学计算机基础慕课课堂学习笔记
笔记·学习·数学建模
水水沝淼㵘5 小时前
嵌入式开发学习日志(数据库II && 网页制作)Day38
服务器·c语言·网络·数据结构·数据库·学习
守护者1706 小时前
JAVA学习-练习试用Java实现“一个词频统计工具 :读取文本文件,统计并输出每个单词的频率”
java·学习
不太可爱的叶某人6 小时前
【学习笔记】深入理解Java虚拟机学习笔记——第3章 垃圾收集器与内存分配策略
java·笔记·学习
Chef_Chen6 小时前
从0开始学习R语言--Day21--Kruskal-Wallis检验与Friedman检验
学习
新中地GIS开发老师7 小时前
2025武汉考研形势分析,趋势、挑战与应对策略
学习·考研·arcgis·大学生·gis开发·webgis·地理信息科学