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电子商务公私密钥的比较分析_其他论文

发布时间:2015-04-14 来源:人大经济论坛

内容摘要:本文通过对私有密钥加密法和公开密钥加密法的算法原理进行分析,阐述了两种加密法在网络支付中的具体应用过程,并对两种加密法的优缺点进行了比较。
关键词:电子商务;网络银行;私有密钥加密法;公开密钥加密法

一、私有密钥加密法
(一)什么是私有秘钥加密法
私有密钥加密是在计算机网络上甲、乙两用户之间进行通信时,发送方甲为了保护要传输的明文信息不被第三方窃取,采用密钥A对信息进行加密而形成密文M并发送给接收方乙,接收方乙用同样的一把密钥A对收到的密文M进行解密,得到明文信息,从而完成密文通信目的的方法。这种信息加密传输方式,就称为私有密钥加密法。上述加密法的一个最大特点是,信息发送方与信息接收方均需采用同样的密钥,具有对称性,所以私有密钥加密又称为对称密钥加密。
(二)如何使用私有密钥
具体到电子商务,很多环节要用到私有密钥加密法。例如,在两个商务实体或两个银行之间进行资金的支付结算时,涉及大量的资金流信息的传输与交换。这里以发送方甲银行与接收方乙银行的一次资金信息传输为例,来描述应用私有密钥加密法的过程:银行甲借助专业私有密钥加密算法生成私有密钥A,并且复制一份密钥A借助一个安全可靠通道(如采用数字信封)秘密传递给银行乙;银行甲在本地利用密钥A把信息明文加密成信息密文;银行甲把信息密文借助网络通道传输给银行乙;银行乙接受信息密文;银行乙在本地利用一样的密钥A把信息密文解密成信息明文。这样银行乙就知道银行甲的资金转账通知单的内容,结束通信。
(三)私有密钥的常用算法
世界上一些专业组织机构研发了许多种私有密钥加密算法,比较著名的有DES算法及其各种变形、国际数据加密算法IDEA 等。DES算法由美国国家标准局提出, 1977年公布实施,是目前广泛采用的私有密钥加密算法之一,主要应用于银行业中的电子资金转账、军事定点通信等领域,比如电子支票的加密传送。经过20多年的使用,已经发现DES很多不足之处,随着计算机技术进步,对DES的破解方法也日趋有效,所以更安全的高级加密标准AES将会替代DES成为新一代加密标准。
(四)为什么要用私有密钥
私有密钥加密法的主要优点是运算量小,加解密速度快,由于加解密应用同一把密钥而应用简单。在专用网络中由于通信各方相对固定、所以应用效果较好。但是,私有密钥加密技术也存在着以下一些问题:一是分发不易。由于算法公开,其安全性完全依赖于对私有密钥的保护。因此,密钥使用一段时间后就要更换,而且必须使用与传递加密文件不同的途径来传递密钥,即需要一个传递私有密钥的安全秘密渠道,这样秘密渠道的安全性是相对的,通过电话通知、邮寄软盘、专门派人传送等方式均存在一些问题。二是管理复杂,代价高昂。私有密钥密码体制用于公众通信网时,每对通信对象的密钥不同,必须由不被第三者知道的方式,事先通知对方。随着通信对象的增加,公众通信网上的密码使用者必须保存所有通信对象的大量的密钥。这种大量密钥的分配和保存,是私有密钥密码体制存在的最大问题。三是难以进行用户身份的认定。采用私有密钥加密法实现信息传输,只是解决了数据的机密性问题,并不能认证信息发送者的身份。若密钥被泄露,如被非法获取者猜出,则加密信息就可能被破译,攻击者还可用非法截取到的密钥,以合法身份发送伪造信息。在电子商务中,有可能存在欺骗,别有用心者可能冒用别人的名义发送资金转账指令。因此,必须经常更换密钥,以确保系统安全。四是采用私有密钥加密法的系统比较脆弱,较易遭到不同密码分析的攻击。五是它仅能用于对数据进行加解密处理,提供数据的机密性,不能用于数字签名。

二、公开密钥加密法
(一)如何理解公开密钥加密法
公开密钥加密法是针对私有密钥加密法的缺陷而提出来的。是电子商务应用的核心密码技术。所谓公开密钥加密,就是指在计算机网络上甲、乙两用户之间进行通信时,发送方甲为了保护要传输的明文信息不被第三方窃取,采用密钥A对信息进行加密而形成密文M并发送给接收方乙,接收方乙用另一把密钥B对收到的密文M进行解密,得到明文信息完密文通信目的的方法。由于密钥A、密钥B这两把密钥中其中一把为用户私有,另一把对网络上的大众用户是公开的,所以这种信息加密传输方式,就称为公开密钥加密法。与私有(对称)密钥加密法的加密和解密用同一把密钥的原理不同,公开密钥加密法的加密与解密所用密钥是不同的,不对称,所以公开私有密钥加密法又称为非对称密钥加密法。
公开密钥加密法的应用原理是:借助密钥生成程序生产密钥A与密钥B,这两把密钥在数学上相关,对称作密钥对。用密钥对其中任何一个密钥加密时,可以用另一个密钥解密,而且只能用此密钥对其中的另一个密钥解密。在实际应用中,某商家可以把生成的密钥A与密钥B做一个约定,将其中一把密钥如密钥A保存好,只有商家自己知道并使用,不与别人共享,叫作私人密钥;将另一把密钥即密钥B则通过网络公开散发出去,谁都可以获取一把并能应用,属于公开的共享密钥,叫做公开密钥。如果一个人选择并公布了他的公钥,其他任何人都可以用这一公钥来加密传送给那个人的消息。私钥是秘密保存的,只有私钥的所有者才能利用私钥对密文进行解密,而且非法用户几乎不可能从公钥推导出私钥。存在下面两种应用情况:一是任何一个收到商家密钥B 的客户,都可以用此密钥B 加密信息,发送给这个商家,那么这些加密信息就只能被这个商家的私人密钥A解密。实现保密性。二是商家利用自己的私人密钥A对要发送的信息进行加密进成密文信息,发送给商业合作伙伴,那么这个加密信息就只能被公开密钥B解密。这样,由于只能应用公开密钥B解密,根据数学相关关系可以断定密文的形成一定是运用了私人密钥A进行加密的结果,而私人密钥A只有商家拥有,由此可以断定网上收到的密文一定是拥有私人密钥A的商家发送的。
(二)公开密钥的使用方法
具体到电子商务,很多环节要用到公开密钥加密法,例如在网络银行客户与银行进行资金的支付结算操作时,就涉及大量的资金流信息的安全传输与交换。以客户甲与乙网络银行的资金信息传输为例,来描述应用公开密钥加密法在两种情况下的使用过程。首先,网络银行乙通过公开密钥加密法的密钥生成程序,生成自己的私人密钥A与公开密钥B并数学相关,私人密钥A由网络银行乙自己独自保存,而公开密钥B 已经通过网络某种应用形式(如数字证书)分发给网络银行的众多客户,当然客户甲也拥有一把网络银行乙的公开密钥B。

1、客户甲传送一“支付通知”给网络银行乙,要求“支付通知”在传送中是密文,并且只能由网络银行乙解密知晓,从而实现了定点保密通信。客户甲利用获得的公开密钥B 在本地对“支付通知”明文进行加密,形成“支付通知”密文,通过网络将密文传输给网络银行乙。网络银行乙收到“支付通知”密文后,发现只能用自己的私人密钥A进行解密形成“支付通知”明文,断定只有自己知晓“支付通知”的内容,的确是发给自己的。

2、网络银行乙在按照收到的“支付通知”指令完成支付转账服务后, 必须回送客户甲“支付确认”,客户甲在收到“支付确认”后,断定只能是网络银行乙发来的,而不是别人假冒的,将来可作支付凭证,从而实现对网络银行业务行为的认证,网络银行不能随意否认或抵赖。网络用户乙在按照客户甲的要求完成相关资金转账后,准备一个“支付确认”明文,在本地利用自己的私人密钥A对“支付确认”明文进行加密,形成“支付确认”密文,通过网络将密文传输给客户甲。客户甲收到“支付确认”密文后,虽然自己有许多密钥,有自己的,也有别人的,却发现只能用获得的网络银行乙的公开密钥B 进行解密,形成“支付确认”明文,由于公开密钥B 只能解密由私人密钥A加密的密文,而私人密钥A只有网络银行乙所有,因此客户甲断定这个“支付确认”只能是网络银行乙发来的,不是别人假冒的,可作支付完成的凭证。
(三) 为什么要使用公开密钥
公开密钥的优点是可以在不安全的媒体上通信双方交换信息,不需共享通用密钥,用于解密的私钥不需发往任何地方,公钥在传递与发布过程中即使被截获,由于没有与公钥相匹配的私钥,截获公钥也没有意义。
能够解决信息的否认与抵赖问题,身份认证较为方便。密钥分配简单,公开密钥可以像电话号码一样,告诉每一个网络成员,商业伙伴需要好好保管的只是一个私人密钥。而且密钥的保存量比起私人密钥加密少得多,管理较为方便。最大的缺陷就在于它的加解密速度。

三、两种加密法的联系和区别
(一)公私密钥的定义与应用上联系与区别
公开密钥加密法是针对私有密钥加密法的缺陷而提出来的,是电子商务应用的核心密码技术。所谓公开密钥加密,就是指在计算机网络上甲、乙两用户之间进行通信时,发送方甲为了保护要传输的明文信息不被第三方窃取,采用密钥A对信息进行加密而形成密文M并发送给接收方乙,接收方乙用另一把密钥B对收到的密文M进行解密,得到明文信息完密文通信目的的方法。由于密钥A、密钥B这两把密钥中其中一把为用户私有,另一把对网络上的大众用户是公开的,所以这种信息加密传输方式,就称为公开密钥加密法。与私有(对称)密钥加密法的加密和解密用同一把密钥的原理不同,公开密钥加密法的加密与解密所用密钥是不同的,不对称,所以公开私有密钥加密法又称为非对称密钥加密法。
公开密钥加密法的应用原理是:借助密钥生成程序生产密钥A与密钥B,这两把密钥在数学上相关,对称作密钥对。用密钥对其中任何一个密钥加密时,可以用另一个密钥解密,而且只能用此密钥对其中的另一个密钥解密。在实际应用中,某商家可以把生成的密钥A与密钥B做一个约定,将其中一把密钥如密钥A保存好,只有商家自己知道并使用,不与别人共享,叫作私人密钥;将另一把密钥即密钥B则通过网络公开散发出去,谁都可以获取一把并能应用,属于公开的共享密钥,叫做公开密钥。如果一个人选择并公布了他的公钥,其他任何人都可以用这一公钥来加密传送给那个人的消息。私钥是秘密保存的,只有私钥的所有者才能利用私钥对密文进行解密,而且非法用户几乎不可能从公钥推导出私钥。存在下面两种应用情况:一是任何一个收到商家密钥B的客户,都可以用此密钥B 加密信息,发送给这个商家,那么这些加密信息就只能被这个商家的私人密钥A解密。实现保密性。二是商家利用自己的私人密钥A对要发送的信息进行加密进成密文信息,发送给商业合作伙伴,那么这个加密信息就只能被公开密钥B解密。这样,由于只能应用公开密钥B解密,根据数学相关关系可以断定密文的形成一定是运用了私人密钥A进行加密的结果,而私人密钥A只有商家拥有,由此可以断定网上收到的密文一定是拥有私人密钥A的商家发送的。
(二)公私密钥的使用过程中的区别与联系
具体到电子商务,很多环节要用到公开密钥加密法,例如在网络银行客户与银行进行资金的支付结算操作时,就涉及大量的资金流信息的安全传输与交换。以客户甲与乙网络银行的资金信息传输为例,来描述应用公开密钥加密法在两种情况下的使用过程。首先,网络银行乙通过公开密钥加密法的密钥生成程序,生成自己的私人密钥A与公开密钥B并数学相关,私人密钥A由网络银行乙自己独自保存,而公开密钥B 已经通过网络某种应用形式(如数字证书)分发给网络银行的众多客户,当然客户甲也拥有一把网络银行乙的公开密钥B。
1、客户甲传送一“支付通知”给网络银行乙,要求“支付通知”在传送中是密文,并且只能由网络银行乙解密知晓,从而实现了定点保密通信。客户甲利用获得的公开密钥B 在本地对“支付通知”明文进行加密,形成“支付通知”密文,通过网络将密文传输给网络银行乙。网络银行乙收到“支付通知”密文后,发现只能用自己的私人密钥A进行解密形成“支付通知”明文,断定只有自己知晓“支付通知”的内容,的确是发给自己的。
2、网络银行乙在按照收到的“支付通知”指令完成支付转账服务后, 必须回送客户甲“支付确认”,客户甲在收到“支付确认”后,断定只能是网络银行乙发来的,而不是别人假冒的,将来可作支付凭证,从而实现对网络银行业务行为的认证,网络银行不能随意否认或抵赖。网络用户乙在按照客户甲的要求完成相关资金转账后,准备一个“支付确认”明文,在本地利用自己的私人密钥A对“支付确认”明文进行加密,形成“支付确认”密文,通过网络将密文传输给客户甲。客户甲收到“支付确认”密文后,虽然自己有许多密钥,有自己的,也有别人的,却发现只能用获得的网络银行乙的公开密钥B 进行解密,形成“支付确认”明文,由于公开密钥B 只能解密由私人密钥A加密的密文,而私人密钥A只有网络银行乙所有,因此客户甲断定这个“支付确认”只能是网络银行乙发来的,不是别人假冒的,可作支付完成的凭证。
(三)公私密钥的优缺点
优点是可以在不安全的媒体上通信双方交换信息,不需共享通用密钥,用于解密的私钥不需发往任何地方,公钥在传递与发布过程中即使被截获,由于没有与公钥相匹配的私钥,截获公钥也没有意义。私有密钥加密法与公开密钥加密法各有长短,公开密钥加密在签名认证方面功能强大,而私有密钥加密在加解密速度方面具有很大优势。能够解决信息的否认与抵赖问题,身份认证较为方便。密钥分配简单,公开密钥可以像电话号码一样,告诉每一个网络成员,商业伙伴需要好好保管的只是一个私人密钥。而且密钥的保存量比起私人密钥加密少得多,管理较为方便。为了充分发挥对称加密法和非对称加密法各自的优点,在实际应用中通常将这两种加密法结合在一起使用,这样不仅数据信息的加解密速度快,同时保障了密钥传递的安全性。
另外还要注意的是,数据加密技术所讨论的安全性只是暂时的,因此还要投入对密码技术新机制、新理论的研究才能满足不断增长的信息安全需求。

参考文献:
[ 1 ]丁学君: 电子商务中的信息安全问题及其对策.,计算机安全, 2009年6月,第一版
[ 2 ]余绍军,彭银香:电子商务安全与数据加密技术浅析,中国管理信息化 , 2007年,第一期
[ 3 ]王俊杰:电子商务安全问题及其应对策略, 特区经济,2007年,第三期
[ 4 ]秦昌友:浅析电子商务的安全技术.,苏南科技开发,2007年,第一期
[ 5 ]赵丹:电子商务的安全问题及技术手段, 光盘技术, 2007年,第二期

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