信息安全-4:公钥密码体制之背包算法[原创]
Posted 前程明亮
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前言
本来我是想学RSA算法的,但发现太难了,不是我能理解的,于是我先看教材前面的背包算法。不出意料的话会在下一篇博客介绍下RSA算法!
背包问题介绍:
给定一些物体,每个物体有不同的重量,是否有可能将这些物体放入一个背包,使背包的重量等于一个给定的值。
- 背包算法为第一个推广的公开密钥加密算法。
- 虽然后来发现这个算法不安全,但仍值得研究,因为它表示了如何将NP完全问题用于公开密钥算法(好吧,这个我不知道是什么意思~)。
举例:
这些物体的重量分别为1,5,6,11,14,20,则可将重5,6,11的物体放入,装成一个重22的背包。但是无法装成一个重24的背包。
- 背包问题:等于一个给定的值。
- 解为选择物品装入的情况,装入用1,未装入用0.例子中对给定值22的解为{0,1,1,1,0,0}
- 这个问题需要的时间随物体的数量的增加成指数时间。
基本原理
这个算法我没有编程,时值考试月,时间紧张,等我有时间再回来搞~
首先,背包算法用于信息安全(密码法),我们总得搞清楚什么是明文,密文,密钥吧?!
举例:
明文: 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0
密钥: 1 5 6 11 14 20 1 5 6 11 14 20 1 5 6 11 14 20
密文: 1+5+6+20=32 5+11+14=30 5+6=11
从上面可以总结:
- 明文为物品的装入情况,是1/0的序列,而且明文长度等于物体的个数,表示从中选取物体装入背包
- 密文为选取物体的质量和
- 密钥为背包问题中物品重量序列
算法安全性体现为:
若攻击者获得密文、密钥,也无法在线性时间内求明文(物品的装入情况)
算法的关键
算法的关键是有两个不同的背包重量序列,这两个重量序列对于给定的相同的值,解相同(物品的装入情况相同)
前者物品的重量列表是递增的,后者则是无序的
前者可以解密,看下面~~
1、构造递增序列背包
易解的背包问题:若物品的重量列表为一个超递增序列,则该背包问题很容易解的。
比如递增序列:1 3 6 13 27 52
举例:
- 非递增背包是一个难问题
- 背包算法先找到一个递增背包的重量序列作为私钥,再由此构造一个序列(有相同解的一般背包问题的序列)作为公钥(重要!)
如何构造公钥呢?
2、从私钥构造公钥
经过上面的计算,序列为:{62 93 81 88 102 37}作为公钥
3、加密
4、解密
解密这里我遇到一个问题:如何求n-1,即如何求n关于模m的逆元??(注意:这里必须搞懂,不然下一篇博客RSA算法就肯定不懂的!)
我百度找了好多,也看了别了的博客,比如http://blog.sina.com.cn/s/blog_65a5cf5e0100nyqo.html,但我看不懂啊!!终于我找到了一个我能看懂的求逆元方法<辗转相除法求模的逆元>!(已经编程实现),下篇博客会发出来~~
为了方便我整理,我把求逆元相关的过程截图出来,大家也可以点链接去看~ ending~
……
以上是关于信息安全-4:公钥密码体制之背包算法[原创]的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章