基于RSA的无线加密算法研究

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【摘 要】随着网络的飞速发展，无线网络不断普及，网络信息安全问题越来越受到人们的重视。加密在保护信息安全的过程中起着举足轻重的作用，加密算法也是人们一直研究的技术。本文主要介绍了无线网络的特点和典型的密码技术，重点分析了基于rsa的无线加密算法。

【关键词】无线网络 RSA 加密算法

近年来，计算机及通信科学发展突飞猛进，利用网络交流和处理信息变得越来越普遍。尤其 以无线局域网（WLAN）为代表的无线网络技术得到了高速发展和应用。无线网络作为有线网络的补充和延伸，在与日俱增的网络活动中，人们越来越关注其安全的问题。

一、无线网络的特点和存在的安全问题

（一）无线网络的特点

无线网络具有传统有线网络无法比拟的优点：灵活性，不受线缆的限制，可以随意增加和配置工作站；低成本，无线网络不需要大量的工程布线，同时节省了线路维护的费用；移动性，不受时间、空间的限制，随时随地可以上网；易安装，和有线相比，无线网络的组建、配置、维护都更容易。

（二）无线网络存在的安全问题。

1.影响WLAN的因素。IEEE 802.11的标准规定，WLAN的传输介质是无线电波。因此只要在WLAN信号覆盖范围内，入侵者可以在预期范围以外的地方访问WLAN，通过各种手段入侵WLAN，窃听网络中的数据并且对无线网络进行攻击。 其次，由于WLAN是遵循TCP/IP网络协议的一种计算机网络，所以WLAN内的计算机也会遭受来自计算机网络病毒的威胁，甚至会产生比有线网络更加严重的后果。

2.无线网络的安全问题主要表现。无线网络的安全问题主要在下面几个方面：（1）非法的AP，容易侵入。（2）未经授权使用服务和性能的限制。（3）地址欺骗和会话拦截。（4）流量分析与侦听。（5）高级入侵。基于上述特点，无线网络的通信保密能力需要一种强有效的安全机制来保障。数据加密是通过对信息进行重新编码，达到隐藏信息内容、使非法用户无法获得真实内容的一种技术，其核心就是加密算法。数据加密就是一种保障无线网络通信的有效方法。

二、无线网络的加密算法分析

数据加密的基本过程是，对明文的档或数据按某种算法进行处理，得到不可读的一段代码，通常称为“密文”，只有在输入相对应的密钥之后才能显示出本来内容，通常称“解密”。通过这样的方法来保护数据不被非法人窃取、阅读。无线网络的加密体制，按密钥方式划分，主要有对称式密钥加密和非对称式密钥加密两种。

（一）对称式密钥加密

对称式密钥又称常规密钥，是指加密的收发双方使用相同密钥的密码，且密钥是保密的，不公开，通常称之为“SessionKey”。其加密体制的特点是，收发双方具有相同的加密与解密的密钥，发送方用密钥对数据（明文）进行加密，接收方同一个密钥对收到的数据进行解密。对称密钥加密实现容易、速度快，但是为了保证密钥的安全，必须通过安全通道来传送密钥。

（二）非对称密钥加密

非对称加密算法又名“公开密钥加密算法”，需要两个密钥：公开密钥和私有密钥。如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密，所以这种算法叫作非对称加密算法。非对称密钥加密体制包括RSA、ELGamal、椭圆曲线加密等算法。其中RSA算法为当今世界上应用最为广泛的非对称加密算法

三、RSA算法

RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码攻击。RSA公钥加密算法是在1977年提出的目前已被ISO推荐为公钥数据加密标准。

（一）RSA算法的原理

1.加密消息。假设甲想给乙送一个消息m，甲知道乙产生的N和e。那么甲使用事先与乙约定好的格式将m转换为一个小于N的整数n，比如甲首先将每一个字转换为这个字的Unicode码，然后将这些数字连在一起组成一个数字。假如甲的信息非常长的话，也可以将这个信息分为几段，然后将每一段转换为n。用下面这个公式他可以将n加密为c：。计算c并不复杂。甲算出c后就可以将它传递给乙。

2.解密消息。乙得到甲的消息c后就可以利用她的密钥d来译码。她可以用以下这个公式来将c转换为n： 得到n后，乙可以将原来的信息m重新复原。

3.签名消息。签名消息检测出数据在传播路径上有没有被篡改过，RSA也可以实现消息署名。假如甲想给乙传递一个署名的消息，那么甲为自己的消息计算一个散列值（Message digest），然后用甲自己的密钥（private key）加密这个散列值并将这个“署名”加在消息的后面。这个消息只有用甲的公钥才能被解密。乙在获得消息后首先用甲的公钥解密这个散列值，然后将这个数据与乙为这个消息计算的散列值相比较，如果两者相符，乙就知道发信人持有甲的密钥，以及这个消息在传播路径上没有被篡改过。

（二）RSA算法的攻击方法和应对

RSA算法的攻击方法主要有模数攻击、时间攻击和因子分解。解决模数攻击的办法是不共享模数。时间攻击。假如甲对乙的硬件有充分的了解，而且知道它对一些特定的消息加密时所需要的时间的话，那么甲可以很快地推导出d。因为在进行加密时所进行的模指数运算每个位元进行的，所以如果能得到多组信息和信息的加密时间，就会有机会可以反推出私钥的内容。因子分解。因子分解在RSA安全性的时候已经论述，因子分解可以成功破解RSA，也是最流行的一种攻击方法。应对方法是在一定条件下尽可能选取大数。RSA算法易于理解和操作，是第一个能同时用于加密和数字签名的算法。RSA从诞生到现在历经各种攻击的考验，是被研究的最广泛的公钥算法，也是目前最优秀的公钥算法之一。

四、总结

将基于RSA的算法用于WLAN及更多的平台，确保具有开放性与共享性的无线网络不受到外界的攻击与破坏。随着计算机网络的不断发展，更多的优秀的加密算法也会涌现出来。

参考文献：

[1]杨峰，张浩军.无线局域网安全协议的研究和实现[J].计算机应用.北京邮电大学出版社

[2]贺雪晨.信息对抗.与网络安全清华大学出版社（第2版），2010，5.

作者简介：兰岚，1980.1.12，河南交通职业技术学院。