公钥加密如何确保数据完整性

数据需要安全，安全需要加密。

除其他事项外，   加密  在保障数据安全方面发挥着至关重要的作用。 这是一个将数据转换为无法理解的形式的过程，这种形式只能在密码密钥的帮助下进行解码或解密。

加密密钥是在加密机制中生成的随机字符序列。 它用于在加密过程中将明文转换为密文。 您可以使用相同的密钥（对称加密）或不同的密钥（非对称加密）将密文转换为明文。

加密隐藏实际消息并将其转换为密文，使其不可读。 公钥加密就是这样一种方法，您可以通过它来加密消息。 把它想象成一把有两把钥匙（公钥和私钥）的锁。 如果用户使用第一把钥匙将其锁定，则只有第二把钥匙可以将其解锁，反之亦然。

还有其他方法，例如对称加密或混合加密，但现在，让我们更深入地了解公钥加密，看看它如何为用户提供更高的数据安全性。

什么是公钥加密？

公钥加密，也称为公钥密码术，是一种使用两个不同的密钥来加密和解密数据的技术。 一个是公钥，每个人都可以使用它来加密数据，另一个是发起者可以用来解密的私钥。

公钥加密也称为非对称加密，广泛用于传输层安全/安全套接字层（TLS/SSL），使超文本传输​​协议安全（HTTPS）成为可能。

要发送加密消息，您可以从共享目录中获取收件人的公钥。 使用此密钥在发送消息之前对其进行加密，接收者将能够使用其相应的私钥对其进行解密。

相反，如果您使用您的私钥加密消息，则接收者只能使用您的公钥对其进行解密，从而验证您的身份。 您可以自动执行加密和解密，而无需物理锁定和解锁消息。 组织利用  加密软件  无缝执行流程并确保可靠的数据保护。

公钥加密是一种高度安全的加密过程，因为它不需要任何人共享他们的私钥，防止其在传输过程中泄漏。 它提供了重要的信息安全性，并保护您的数据免受未经授权的访问。

互联网通信使用公钥基础设施 (PKI) 来管理身份和安全性。 非对称加密或公钥加密是启用 PKI 并在各种通信渠道中提供数据保护的核心技术。

另一方面，私钥加密，也称为对称加密，是一种使用一个密钥进行加密和解密的技术。 两个都  对称和非对称加密  根据用例和所需的加密强度，有它们的好处和挑战。

公钥密码学是如何工作的？

公钥加密使用户能够秘密地发送和接收消息。 它允许每个用户创建一对密钥：公钥和私钥。 两个键之间都有数学关系。 但是私钥实际上不能从公钥中派生出来。

在加密中，可以使用公钥对消息进行加密，而收件人的私钥只能对其进行解码。 此外，如果发件人使用其私钥加密消息，则预期收件人可以使用公钥验证发件人的身份。

公钥加密使用更长的密钥长度，减少了密钥管理的麻烦，因为不需要交换密钥。 密钥一旦用于加密消息，就不能用于解密。

公钥密码学的应用

公钥加密通常用于电子签名。 电子签名是一种验证用户身份并维护文档、消息或软件完整性的数学方法。 企业一般使用  电子签名软件  分发法律敏感文件并收集数字签名。

除了数字签名之外，公钥密码学还用于各种其他目的。

网络服务器安全

公钥加密是 TLS/SSL 加密协议的核心，可确保 HTTPS 的安全性。 它保护 Web 服务器和客户端免受  网络攻击  就像中间人攻击一样，攻击者拦截通信并访问消息中的内容。 对称加密也是HTTPS的一部分，其中公钥加密用于两方交换密钥，对称加密密钥用于进行加密过程。

公钥加密使发送者和接收者能够验证他们的身份并帮助他们防御中间人攻击。 Web 服务器安全性还提供了额外的优势，可以在 Google 或 Bing 等搜索引擎上将网站排名更高。

身份认证

数据现在已经超越了传统网络，进入了云、移动设备、物联网 (IoT) 设备和各种其他技术，这使得企业保护身份变得至关重要。 公钥加密使组织能够使用数字身份证书和替换密码来防止  蛮力攻击。

电子邮件加密

电子邮件加密使用公钥加密来验证和加密消息。 它有助于保护消息免受未经授权的实体或恶意黑客的攻击。 即使攻击者破解了邮件服务器密码，由于加密，他们也无法查看邮件内容。

您可以使用  电子邮件加密软件  通过对电子邮件进行数字签名以证明您的身份并加密传输中或存储在服务器上的内容和附件来保护电子邮件。

安全电子邮件加密方法，例如安全/多用途互联网邮件扩展 (S/MIME) 证书，使用公钥基础设施来验证数字身份并促进加密。

加密货币

比特币等著名的加密货币依赖公钥加密进行交易​​。 用户拥有一个所有人都可以使用的公钥，而私钥是保密的，用于进行交易。

例如，在比特币账本中，未使用的交易输出 (UTXO) 与公钥相关联。 当用户 A 想要与用户 B 签署交易时，用户 A 使用他们的私钥来花费 UTXO，并生成一个与用户 B 的公钥相关联的新 UTXO。

公钥密码算法

公钥加密算法是用于加密消息或验证消息来源和发送者身份的数学函数。

下面提到了一些流行的公钥密码算法。

Rivest-Shamir-Adleman (RSA) 算法

RSA 算法允许人们使用公钥和私钥来加密消息。 当公钥用于加密时，私钥将有助于解密，反之亦然。 由于这一特性，它已成为一种流行的非对称加密算法。 RSA 帮助组织确保存储或传输中信息的机密性、完整性、不可否认性和真实性。

RSA 算法通过一个复杂的过程生成公钥和私钥，该过程涉及分解大整数，大整数是两个大素数的乘积。

让我们举个例子来看看 RSA 算法是如何工作的。 考虑使用 Rabin-Miller 素数测试算法生成的两个素数 p 和 q。 Rabin-Miller 素数检验算法确定一个数是否为素数。 使用两个素数并计算它们的模数 n。

公钥包括模数 (n) 和一个公共指数，例如。 公共指数的值不需要是秘密，因为每个人都可以访问公共密钥。 通常取为 65537。

私钥由一个模数 (n) 和一个私有指数 d 组成（根据扩展欧几里得算法计算，以找到关于 n 的总和的乘法逆元）。

RSA 密钥通常为 1024 位长，但政府和一些行业指示使用 2048 位的最小密钥长度以提高安全性。

数字签名算法 (DSA)

数字签名算法是一种用于生成电子签名的公钥加密算法。 它允许接收者验证发送者的身份并验证消息的来源。

有趣的是，发送者使用私钥放置他们的电子签名，接收者在相应公钥的帮助下验证。 简单地说，私钥是唯一的； 一个人或实体可以使用它。 但是，任何人都可以使用公钥来验证消息的来源，因为它对所有人都可用。

数字签名算法具有很强的实力，但与其他签名算法相比，签名长度更小。 它的计算速度更慢，工作所需的存储空间也更少。

椭圆曲线密码学 (ECC)

椭圆曲线密码术是一种公钥密码术，它利用椭圆曲线理论生成高效且有效的密码密钥。 ECC 通过椭圆曲线方程的属性而不是分解两个大素数来生成密钥。

它在移动应用程序中很受欢迎，因为它使用 256 位密钥提供与 RSA 等其他加密系统以 3072 位密钥提供的相同级别的安全性，同时使用更低的计算能力和更少的电池资源。

随着量子计算的不断发展，依赖于分解两个大素数的加密算法将更容易破译。 ECC 和 Quantum 密钥分发可能是未来几天加密数据的最佳合理选择。

TLS/SSL 中的公钥加密

TLS/SSL 协议通过利用非对称和对称加密来确保网络上的加密通信，同时提供端到端的数据安全性。 在 TLS/SSL 握手中，服务器同意加密算法。 网站具有保存公钥的 TLS/SSL 证书，而私钥安装在服务器上。

然后使用确定的加密算法和相应的密钥对客户端和服务器之间的通信进行加密。 它有助于保护消息免受恶意黑客的攻击，并确保客户端和服务器之间的安全通信通道。

在整个过程中，无需共享密钥。 接收者的公钥用于加密只能由接收者的私钥解密的消息。

公钥加密更好吗？

公钥加密包括使用两个密钥，与对称加密相比，它提供了一种更安全的加密方法。 公钥加密中没有私钥交换，消除了密钥管理的麻烦。 相反，如果交换的私钥在对称加密中被盗或丢失，则可能危及整个系统。

公钥加密遵循加密消息的复杂过程。 与对称加密相比，它需要更多的时间和资源，但提供了更高的安全性。 它还对数字证书进行加密，这样恶意黑客即使受到威胁也无法访问它们。

加密的选择将取决于其用途、设备的性质、存储、计算能力、安全级别和其他元素。 根据这些参数，对称和非对称密码系统都将各有优缺点。

公钥加密的好处

使用公钥加密的主要优点是更强大的数据安全性。 由于用户不必向任何人共享、传输或透露他们的私钥，因此它降低了网络犯罪分子截获私钥并利用它来解密通信的风险。

它可以帮助用户解决在使用私钥加密时面临的密钥分发挑战。 它使组织能够维护数据的机密性和完整性，从而提高信息安全性。

除了加密强度之外，公钥密码术还使用户能够验证数字身份，同时确保不可否认性。 这些优势使非对称加密成为流行的加密选择，从非常好的隐私 (PGP) 和 HTTPS 到 OpenID Connect (OIDC) 和 WebAuthN。

公钥加密的挑战

公钥加密的主要缺点是执行加密过程的速度慢。 使用涉及大量素数分解的复杂数学运算来生成一对公钥和私钥需要更多的计算能力和存储空间。

装备加密

为您的安全堆栈配备加密软件，并保护需要保密的每一次通信。 公钥加密将帮助您通过复杂的加密机制为您的数据提供强大的保护。

除了加密和其他安全防御措施外，您还可以确保信息安全并遵守监管​​标准。

了解您还需要什么来加强组织中的信息安全。