非对称加密

非对称加密算法有：RSA,DSA,ECC,DH.
其中RSA最为常用.

非对称加密一般有一对公钥和私钥, 因为加解密使用不同密钥，所以称为非对称加密.

非对称加密的原理是基于一个数论：两个大素数的乘积很容易计算，而乘积结果很难分解^[1].
基于这个原理，可以将乘积公开作为加密密钥，即公钥，而两个大素数组合成私钥。^[2]
RSA的密钥生成算法如下:

随意选择两个大的质数p和q，p不等于q，计算N=pq。
根据欧拉函数，不大于N且与N互质的整数个数为(p-1)(q-1)
选择一个整数e与(p-1)(q-1)互质，并且e小于(p-1)(q-1)
用以下这个公式计算d：d × e ≡ 1 (mod (p-1)(q-1))
将p和q的记录销毁。
(N,e)是公钥，(N,d)是私钥。

非对称加密有如下特点：

如果使用公钥加密，那么只能使用私钥解密
如果使用私钥解密，那么只能使用公钥加密

由于公钥是公开的，因此，公钥加密的使用场景一般是登陆场景，比如ssh配置authorized_keys自动登陆

非对称加密保密性好，消除了明文交换密钥的过程，但是加解密过程远远慢于对称加密.因此一般常见的做法是使用非对称加密传递对称加密密钥.

常见的使用场景如下：

信息加密：
收信者是唯一能解开加密信息的人.这种情况，收信人必须持有私钥.发信人持有公钥，因为公钥公开，因此其他人可以伪造发信.
登陆认证：
客户端发送认证标识给服务器，服务器是唯一能正确解密标识的人.这种情况下，客户端持有私钥，服务器持有公钥.
数字签名：
数字签名是为了表明信息没有被伪造，确认是信息所有者发出来的，附在信息原文后边，对文件进行哈希运算，然后使用私钥加密，任何持有公钥的人即可确认这段文件是私钥持有者发送.
数字证书
获取公钥的时候如何确认公钥是真的，没有被中间人篡改呢？这就需要第三方公证机构来确保公钥合法可信，这种三方机构被称之为CA(
Certificate Authority).
CA使用自己的私钥对信息原文所有者的公钥和相关信息进行加密，得到的内容就称之为数字证书.可靠CA的公钥一般内置在操作系统或浏览器中.

java中加解密

在java中加解密使用到如下代码:

import javax.crypto.Cipher;
……
    Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_ALGORITHM);
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,publicKey);
    return cipher.doFinal(message);

Cipher初始化transformation介绍^[3]

cipher的生成参数是transformation(转换模式).
转换模式一般由三个部分构成，格式是：算法/工作模式/填充模式(algorithm/mode/padding),

例如：RSA/ECB/OAEPWithMD5AndMGF1Padding.

这里transformation结构中，算法为必输项，工作模式默认ECB,填充模式默认是PKCS5padding

SunJCE Provider支持的Cipher的部分详细信息如下：

algorithm(算法)	mode(工作模式)	padding(填充模式)
AES	EBC、CBC、PCBC、CTR、CTS、CFB、CFB8-CFB128等	NoPadding、ISO10126Padding、PKCS5Padding
AESWrap	EBC	NoPadding
ARCFOUR	EBC	NoPadding
Blowfish、DES、DESede、RC2	EBC、CBC、PCBC、CTR、CTS、CFB、CFB8-CFB128等	NoPadding、ISO10126Padding、PKCS5Padding
DESedeWrap	CBC	NoPadding
PBEWithMD5AndDES、PBEWithMD5AndTripleDES、PBEWithSHA1AndDESede、PBEWithSHA1AndRC2_40	CBC	PKCS5Padding
RSA	ECB、NONE	NoPadding、PKCS1Padding等

1. 算法

算法就是据具体加解的算法名称，例如：SHA-256,RSA;

2. 工作模式

工作模式主要针对分组密码，分组密码是将明文消息编码表示后的数字序列划分成长度为n的组，每组分别在密钥的控制下变换成登场的密文数字.
工作模式主要是为了适应：

需要加密的明文长度十分巨大，为了性能，需要分组加密
多次使用相同的密钥对不同分组加密可能会导致安全问题

NIST定义了五种工作模式：

模式	名称	描述	典型应用
电子密码本(ECB)	Electronic CodeBook	用相同的密钥分别对明文分组独立加密	单个数据的安全传输(例如一个加密密钥)
密码分组链接(CBC)	Cipher Block Chaining	加密算法的输入是上一个密文组合下一个明文组的异或	面向分组的通用传输或者认证
密文反馈(CFB)	Cipher FeedBack	一次处理s位，上一块密文作为加密算法的输入，产生的伪随机数输出与明文异或作为下一单元的密文	面向分组的通用传输或者认证
输出反馈(OFB)	Output FeedBack	与CFB类似，只是加密算法的输入是上一次加密的输出，并且使用整个分组	噪声信道上的数据流的传输(如卫星通信)
计数器(CTR)	Counter	每个明文分组都与一个经过加密的计数器相异或。对每个后续分组计数器递增	面向分组的通用传输或者用于高速需求

3.填充模式

块加密算法要求原文数据长度为固定块大小的整数倍，如果不足的部分需要填充，填充模式决定如何填充块.

Java原生支持的Padding(Cipher)汇总如下：

填充模式	描述
NoPadding	不采用填充模式
ISO10126Padding	XML加密语法和处理文档中有详细描述
OAEPPadding, OAEPWithAndPadding	PKCS1中定义的最优非对称加密填充方案，digest代表消息摘要类型，mgf代表掩码生成函数，例：OAEPWithMD5AndMGF1Padding或者OAEPWithSHA-512AndMGF1Padding
PKCS1Padding	PKCS1，RSA算法使用
PKCS5Padding	PKCS5，RSA算法使用
SSL3Padding	见SSL Protocol Version 3.0的定义

针对RSA最流行的攻击一般是基于大数因数分解。1999年，RSA-155（512 bits）被成功分解，花了五个月时间（约8000 MIPS年）和224 CPU
hours在一台有3.2G中央内存的Cray C916计算机上完成。
2009年12月12日，编号为RSA-768（768 bits, 232 digits）数也被成功分解。这一事件威胁了现通行的1024-bit密钥的安全性，普遍认为用户应尽快升级到2048-bit或以上。 ↩
实际算法更为复杂，这里只是讲基础原理 ↩
参考 https://www.cnblogs.com/throwable/p/9480540.html ↩

非对称加密