数据加密技术与安全电子交易浅析

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增大字体作者：佚名来源：本站整理发布时间：2009-01-10 11:51:29

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【摘要】	本文概要介绍了数据加密的一些经典的方法，并且以此为基础讨论电子商务安全技术和SET协议。

【关键词】密钥，数据加密技术，DES，RSA，电子商务，SET

一、引言

随着当今计算机网络的飞速发展，计算机安全已经成为社会各界关注的焦点。本文讨论了数据加密的两种分类，并选取两种典型的方法加以讲述。然后在此基础上讨论电子商务的一些安全技术和SET协议。

二、数据加密

设计一种密度强的密码算法有两种方法，一是研究用于密码分析的所有可能性解法，然后设计一套规则以挫败这些解法中的任何一种算法，于是便能构造一种能够抗拒这些解法的算法，二是构造这样的一些算法，使得要破解它就必须解一些问题，而这些问题被认为是不可解的。本文将要介绍的DES算法属于第一种，而RSA则属于第二种。

加密技术按照密钥的公开与否可以分为两种体系，第一是对称密钥体系，这里加密密钥匙和解密密钥是相同的。为了安全性，密钥要定期的改变。对称算法速度快，所以在处理大量数据的时候被广泛使用，其关键是保证密钥的安全。典型的算法有DES及其各种变形(如Triple DES)，IDEA，RC4、RC5以及古典密码（如代换密码和转轮密码）等。在众多的对称密码中影响最大的是DES密码。第二是公开密钥体系，分别存在一个公钥和私钥，公钥公开，私钥保密。公钥和私钥具有一一对应的关系，用公钥加密的数据只有用私钥才能解开，其效率低于对称密钥体系，典型的算法有RSA、背包密码，Elliptic Curve、ElGamal算法等等。最有影响的公钥加密算法是RSA，足够位数的RSA能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击。下面选取两体系中各最具有代表性最有影响的算法DES和RSA进行讨论。

1.RSA算法

RSA算取自于它的创始人的名字:Rivest，Shamir，Adelman，该算法于1978年最早提出，至今仍没有发现严重的安全漏洞。RSA基于数学难题，即具有大素数因子的合数分解，以最新的计算方法也还是计算上不可行的。数论经验表明，这个问题是难解的。

RSA使用两个密钥，一个是公钥(public key，以下用PK表示)，一个是私钥(private key，以下用SK表示) 加密时把明文分成块，块的大小可变，但不超过密钥的长度。RSA把明文块转化为与密钥长度相同的密文。其算法如下:

首先选择两个秘密的相异质数p，q，计算n=pq，取r是与(p-1)(q-1)互质的数，这里r便是SK。接着找一数m，使得rm==1mod(p-1)(q-1)，根据欧几里得算法(a=bn+c,则a与b的gcd就等于b与c的gcd)，这样的m一定可以找到。这里m和n便是公钥PK。在编码时，假设资料为A，将其分成等长数据N块，每块为a

对于p，q的选择，一般来说是足够大的素数，对于大，并没有一个确定的界限，因为随着计算机技术的发展，破解能力正在逐步增强(根据摩尔定理计算能力18个月就翻一番)。一般来说，安全等级高的，则密钥选取大的，安全等级低些，则选取相对小些的数。RSA的安全性依赖于大数分解，然而值得注意的是，是否等同于大数分解一直未得到理论上的证明，并没有证明要破解RSA就一定得进行大数分解。

2．DES

DES采用传统的换位和置换的方法进行加密，在56比特密钥的控制下，将64比特明文块变换为64比特密文块，加密过程包括16轮的加密迭代，每轮都采用一种乘积密码方式（代替和移位）。首先是处理原密钥，产生16个48位子密钥K（i），i=1,2…16，接着处理64位数据块，过程可以用下图表示:

其中置换和g 函数的选择都按特定的规则进行，g函数操作是先将R（I）扩充成48位后与K(I+1)异或运算，接着将所得的48位数分成8个6位数，记为B[I]，I=1,2…8，选取8个S密箱，将B[I]的第一位和第六位串联成一个数记位m，取出B[I]的第二至五位串联成一个四位数记位n，用S密箱中的第n行第m列的数替换B[I]，替换完全部的B[I]后，将B[1]至B[8]串联成一个32位数，再经过换位，至此g函数操作全部结束。将所得结果与L[I]异或后，得到R[I+1]。进行下一轮的加密，直到用完K（16），再经过逆初始置换，全部加密过程结束。而脱密时只需要将密钥顺序倒过来，即第一轮用K（16），第二轮用K(15)，以次类推。

于是DES加密算法又可以简单地用下式表示：

Ek(m) = N(IP)*T16*T15……T1*IP(m)

　　其中IP为初始置换，N( X)是X的逆，Ti，i = 1，2，…16是一系列的变换。Ek(m)表示明文m在密钥k的作用下产生的密文

解密算法: N(Ek) = N(IP)*T1*T2……T16*IP[Ek(m)]

在应用时一般是将DES和RSA综合起来使用。DES加密效率高，但是要解决密钥的存储问题，因为只要传输就难以保证密钥不被泄露。这时可以采用如下策略：假如A要向B发送密文(DES)和密钥SK，可以用B公布的公开密钥对Sk进行RSA加密，将其结果和密文一起发送给B，B接受数据首先用自己的私钥对SK进行解密，得到A的密钥SK。再用SK解密密文。这样就解决了密钥的传输问题。因为没有人知道B的私钥，也就没有办法获得SK。

三、安全电子交易

电子商务的关键是要保证商业活动的安全性，象传统方法一样安全可靠。而数据加密技术则构成了电子商务安全的基础，可以说，没有数据加密技术，就没有电子商务的安全。电子商务主要有下面一些安全控制要求：第一，确定贸易伙伴身份的真实性；第二，确保信息的保密性，如怎样保证用户的信用卡号不被窃取，如何保证货源定单等信息不被竞争对手获悉；第三，保证电子定单等信息的真实性（未被冒充）以及在传输过程中未被篡改；第四，保证电子定单等信息的不可否认性，即交易的任何一方在未经对方同意的情况下都不能出尔反尔；第五，在交易双方发生纠纷时能得到合理的仲裁和解决。

由VISA和MASTCARD所开发SET（Secure Electronic Transaction）协议便能满足以上的要求，它是在开放的网络环境中卡支付安全协议，获得了诸如microsoft，IBM等许多大公司的支持。

1．SET协议中交易的参与方

SET支付系统的参与放主要方有: