1、电子邮件安全协议PGP电子邮件的方便、快速、费用低廉等优点,再加上它不但能传送文字信息,还可以附上图像、声音等功能,这使得电子邮件越来越受人们的欢迎。1电子邮件的传输过程电子邮件通过SMTP和POP协议来进行发送和接受,但由于互联网的开放性,邮件内容是以明文的形式在互联网上进行传递。这使得人们在使用电子邮件时不得不考虑其安全因素,因此如何保证电子邮件的机密性、完整性、真实性和不可抵赖性等方面的问题显得尤为重要。2PGP介绍为了使电子邮件在互联网上能够安全运行,开发出了一些安全电子邮件标准:PGF和S/MIM吕其中PGP被广泛运用。PGP(PrettyGo
2、odPrivacy)是美国人PhilZimmermann研究出来的,它是由多种加密算法(IDEA、RSAMD5随机数生成算法)组合而成,不但能够实现邮件的保密功能,还可以对邮件进行数字签名,使收信人能够准确判断邮件在传递过程中是否被非法篡改。3PGP工作原理3.1IDEA算法IDEA属于对称加密算法,即加密密钥和解密密钥相同,具体的算法规则是,将输入数据以每64为一块,对每块进行分组,分为4组,每组16位,作为第一轮的输入,进行相乘、相加、异或等运行后,形成4个子分组,将中间两间进行交换,作为下一轮的输入,经过8轮运算后,同样得到4个
3、子分组,再将这4组重新连接到一起形成密文共64位。3.2RSA算法RSA属于非对称加密算法,也称公钥算法,即加密密钥和解密密钥不同,并且加密密钥可以完全公开,但由于没有解密密钥,即使非法者窃取到了密文和发送者的加密密钥也无法查看内容,解决了对称加密中对密钥管理困难的问题,RSA的安全性取决于对大数的因式分解,这是数学上的一个难题。RSA算法描述:1)随意选择两个大的质数p和q,p不等于q,q和p保密;2)计算n=pq;3)欧拉函数,(n)=(p-1)(q-1),n公开,(n)保密;4)选择一个小于(n)的正整数e,满足gcd(e,(n)=1,
4、e是公开的加密密钥;5)计算d,满足de三1(mod(n),d是保密的解密密钥;6)加密变换:对明文mZn,密文为C=memodn7)解密变换:对密文CZn,明文为m=Cdmodn由于RSA涉及的运算非常复杂,所以在运算速度上很慢,因而RSA算法只适合于对少量数据进行加密,如数字签名,一般情况下,如果要对大量信息进行加密,还是采用对称加密算法,因为对称加密速度比公钥加密速度快得多。3.3MD5算法MD5属于Hash函数,可以将任意长度的输入压缩到固定长度的输出,具有多对一的单向特性。可以用于数字签名、完整性检测等方面。4PGP提供的业务PGP提供
7、全性在于IDEA、RSAMD5算法的安全性分析。5.1IDEA的安全性在PGP中采用IDEA的64位CFB模式,很多研究者对IDEA的弱点进行了分析,但也没有找到破译的方法,由此可见,IDEA算法也是比较安全的,它的攻击方法只有“直接攻击”或者是“密钥穷举”攻击。5.2RSA的安全性RSA算法是非对称密码体制,它的安全性基于大整数的素分解的难解性,经过长期的研究至今也未找到一个有效的解决方案,在数学上就是一个难题,因此,RSA公钥密码体制就建立在对大数的因式分解这个数学难题上。假设密码分析者能够通过n分解因子得到p和q,那么他很容易就可以求出欧拉函数(n)和解密密钥d,
8、从而破译RSA因此,破译RSA比对n进行因式分解难度更大。假设密码分析者能够不对n进行因子分解就求出欧拉函数(n),那么他可以根据de三1(mod(n),得到解密密钥d,从而破译RSA因为p+q=n-(n)+1,p-q=sqr(p+q)八2-4n,所以知道(n)和n就可以容易地求得p和q,从而成功地分解n,所以不对n进行因子分解而直接计算(n)比对n进行因子分解难度更大。假如密码分析者能够即不对n进行因子分解也不需要求(n)而是直接求得解密密钥d,那么他就可以计算ed-1,其中ed-1是欧拉函数(n)的倍数,因为利用(n)的倍数可以容
9、易的分解出n的因子。所以,直接计算解密密钥d比对n进行因式分解更难。虽然n越大其安全性越高,但由于涉及到复杂的数学运算,会影响到运行速度,那么我们实际运用中,如果来决定n的大小使其既安全其速度又不能太慢,目前n的长度为1024位至2048位比较合理。研究人员建议,在运用RSA算法时,除了指定n的长度外,还应对p和q进行限制:p和q的大小应该相差不多;p-1和q-1都应该包含大的素因子;gcd(p-1,q-1)应该很小。5.3MD5的安全性MD5是在MD4的基础上发展起来的,在PGP中被用来单向变换用户口令和对信息签名的单向散列算法。它的安全性体现在能将任意输入长度的消息转化为固定长度的输出。目前对单向散列的直接攻击包括普通直接攻击和“生日攻击”。在密码学中,有这么一句话:永远不要低估密码分析者的能力。这也将是密码设计者与密码分析者的较量,事实上绝对不可破译的密码体制在理论上是不