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驱动牛犊
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关于diffie-hellman密钥交换协议的疑惑!

楼主#
更多 发布于:2007-02-10 16:36
  摘录如下:
Diffie-Hellman密钥交换算法的有效性依赖于计算离散对数的难度。简言之,可以如下定义离散对数:首先定义一个素数p的原根,为其各次幂产生从1 到p-1的所有整数根,也就是说,如果a是素数p的一个原根,那么数值

                  a mod p, a2 mod p, ..., ap-1 mod p

是各不相同的整数,并且以某种排列方式组成了从1到p-1的所有整数。

对于一个整数b和素数p的一个原根a,可以找到惟一的指数i,使得

                  b = ai mod p     其中0 ≤ i ≤ (p-1)

指数i称为b的以a为基数的模p的离散对数或者指数。该值被记为inda ,p(b)。

基于此背景知识,可以定义Diffie-Hellman密钥交换算法。该算法描述如下:

1、有两个全局公开的参数,一个素数q和一个整数a,a是q的一个原根。

2、假设用户A和B希望交换一个密钥,用户A选择一个作为私有密钥的随机数XA<q,并计算公开密钥YA=aXA mod q。A对XA的值保密存放而使YA能被B公开获得。类似地,用户B选择一个私有的随机数XB<q,并计算公开密钥YB=aXB mod q。B对XB的值保密存放而使YB能被A公开获得。

3、用户A产生共享秘密密钥的计算方式是K = (YB)XA mod q。同样,用户B产生共享秘密密钥的计算是K = (YA)XB mod q。这两个计算产生相同的结果:

              K = (YB)XA mod q

                = (aXB mod q)XA mod q

                = (aXB)XA mod q                   (根据取模运算规则得到)

                = aXBXA mod q

                = (aXA)XB mod q

                = (aXA mod q)XB mod q

                = (YA)XB mod q

因此相当于双方已经交换了一个相同的秘密密钥。

4、因为XA和XB是保密的,一个敌对方可以利用的参数只有q、a、YA和YB。因而敌对方被迫取离散对数来确定密钥。例如,要获取用户B的秘密密钥,敌对方必须先计算

               XB = inda ,q(YB)

然后再使用用户B采用的同样方法计算其秘密密钥K。

Diffie-Hellman密钥交换算法的安全性依赖于这样一个事实:虽然计算以一个素数为模的指数相对容易,但计算离散对数却很困难。对于大的素数,计算出离散对数几乎是不可能的。

下面给出例子。密钥交换基于素数q = 97和97的一个原根a = 5。A和B分别选择私有密钥XA = 36和XB = 58。每人计算其公开密钥

                YA = 536 = 50 mod 97

                YB = 558 = 44 mod 97

在他们相互获取了公开密钥之后,各自通过计算得到双方共享的秘密密钥如下:

                    K = (YB)XA mod 97 = 4436 = 75 mod 97

                    K = (YA)XB mod 97 = 5058 = 75 mod 97

从|50,44|出发,攻击者要计算出75很不容易。


问题:
上例中:  素数q = 97,原根a = 5,私有密钥XA = 36 那么更具协议中所说可计算出YA = 50
攻击方法:素数q = 97,原根a = 5,以及YA = 50都是公开的,攻击者只要轮寻1到97,就能轻松获得私有密钥36。
疑惑:    为什么q用素数?如果不用素数的话,轮寻就会获得很多YA,这样攻击者不就不知道用哪个密钥了吗?
游客

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