RSA的安全性
基于数学难题的理论安全:RSA的安全性主要基于大质数分解和离散对数问题这两个数学难题。在RSA加密算法中,公钥包含一个大整数N,它是两个大质数p和q的乘积。攻击者如果想要破解RSA加密,理论上需要对N进行因式分解找到p和q,但目前在计算上这是极其困难的,尤其是当p和q足够大时。例如,现在通常建议使用至少2048位的密钥长度,对于高度敏感的数据,甚至需要使用更长的密钥长度,这样大的数字在现有计算能力下难以在合理时间内完成分解.
广泛应用中的实际安全:RSA是目前使用最广泛的公钥密码体制之一,在网络通信安全、数字签名、身份认证、数据加密等诸多领域都有重要应用,如HTTPS、SSH协议、电子商务中的数字签名、网银的身份认证等,这充分说明了其在实际应用中的安全性得到了一定程度的认可.
RSA的不安全因素
密钥生成问题:
质数选择不当:若用于生成密钥的两个质数p和q过于接近,攻击者可通过特定方法,如利用代数恒等式\(t^2 s^2 = 4N\) ,找到满足等式的t和s来尝试分解N,进而计算出p和q,破解加密。此外,若p-1或q-1的因子太小,也可能导致N被快速分解.
随机数生成器缺陷:如果使用的随机数生成器不够强,产生的随机数可预测性较高,攻击者可能猜出p和q的部分位,从而推算出整个密钥.
算法实现漏洞:
编程错误:开发人员在实现RSA算法时,如果对其原理理解不深入,可能会导致代码存在漏洞,从而使攻击者有机可乘,Black Hat 2014的The Matasano Crypto Challenges中就总结了64个密码学方案实现过程中的这类坑.
边信道攻击:攻击者可通过分析加密系统的物理特性,如功耗、电磁辐射、运行时间等,而非直接攻击算法本身,来获取密钥信息。例如在时间攻击中,由于加密时的模指数运算是按位进行的,位元为1所花的运算比位元为0的运算多,攻击者若能得到多组讯息与其加密时间,就可能反推出私钥.
计算能力提升的威胁:随着计算机技术的飞速发展,计算能力不断提高,曾经被认为安全的密钥长度可能逐渐变得不再安全。例如,1994年,一个426位的RSA密钥被破解,1999年,RSA-155被成功分解,2009年,编号为RSA-768的数也被成功分解,这迫使人们不断增加密钥长度来提高安全性.
攻击方法的多样性:
选择明文攻击:攻击者可以选择一些特定的明文进行加密,并通过分析对应的密文来获取关于密钥的信息,从而有可能破解加密系统.
共模攻击:当多个用户使用相同的模数N时,攻击者可以通过截获不同用户的密文,利用数学关系来恢复出明文信息.