[科普中国]-公开密钥加密

公开密钥加密（public-key cryptography）也称为非对称密钥加密（asymmetric cryptography），是一种密码学算法类型。该加密算法使用两个不同的密钥：加密密钥和解密密钥。

简介公开密钥加密（public-key cryptography），也称为非对称加密（asymmetric cryptography），一种密码学算法类型，在这种密码学方法中，需要一对密钥，一个是私人密钥，另一个则是公开密钥。这两个密钥是数学相关，用某用户密钥加密后所得的信息，只能用该用户的解密密钥才能解密。如果知道了其中一个，并不能计算出另外一个。因此如果公开了一对密钥中的一个，并不会危害到另外一个的秘密性质。称公开的密钥为公钥；不公开的密钥为私钥。1

该思想最早由瑞夫·墨克（Ralph C. Merkle）在1974年提出，之后在1976年。惠特菲尔德·迪菲（Whitfield Diffie）与马丁·赫尔曼（Martin Hellman）两位学者以单向函数与单向暗门函数为基础，为发讯与收讯的两方创建密钥。

如果加密密钥是公开的，这用于客户给私钥所有者上传加密的数据，这被称作为公开密钥加密（狭义）。例如，网络银行的客户发给银行网站的账户操作的加密数据。公钥加密的另一用途是身份验证：用私钥加密的信息，可以用公钥拷贝对其解密，接收者由此可知这条信息确实来自于拥有私钥的某人。

如果解密密钥是公开的，用私钥加密的信息，可以用公钥对其解密，用于客户验证持有私钥一方发布的数据或文件是完整准确的，接收者由此可知这条信息确实来自于拥有私钥的某人，这被称作数字签名，公钥的形式就是数字证书。例如，从网上下载的安装程序，一般都带有程序制作者的数字签名，可以证明该程序的确是该作者（公司）发布的而不是第三方伪造的且未被篡改过（身份认证/验证）。公钥的形式就是数字证书。

优点与对称密钥加密相比，优点在于无需共享的通用密钥，解密的私钥不发往任何用户。即使公钥在网上被截获，如果没有与其匹配的私钥，也无法解密，所截获的公钥是没有任何用处的。

它可以很好地适应开放性的使用环境。因为密钥管理相对简单，可方便地实现数字签名和验证，对解决电子商务活动中的“瓶颈”，如对传输数据进行加密、数字签名、公证的方法等，很有实用价值。

过程假设两个用户A向B发送信息，B的公钥为c，对应私钥（也是属于B的）为d，明文为x。

A用公钥对明文进行加密形成密文c(x)，然后传输密文；

B收到密文，用私钥对密文进行解密d(c(x))，得到要通信的明文x。

B向A发送信息反之。

常见公钥加密算法常见的公钥加密算法有：2RSA、ElGamal、背包算法、Rabin（RSA的特例）、迪菲－赫尔曼密钥交换协议中的公钥加密算法、椭圆曲线加密算法（Elliptic Curve Cryptography, ECC）。使用最广泛的是RSA算法（由发明者Rivest、Shmir和Adleman姓氏首字母缩写而来）是著名的公开金钥加密算法，ElGamal是另一种常用的非对称加密算法。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所