在不使用填充的情况下实现 RSA 算法会有什么风险?


**RSA 算法**代表 Rivest-Shamir-Adelman 算法。RSA 算法是最常用的公钥算法,该算法可用于加密和签名。

RSA 使用可变大小的加密块和可变大小的密钥。密钥对源自一个非常大的数字,例如 n,它是根据特殊规则选择的两个大素数的乘积。

公钥包括 n 并导出 n 的一个因子,攻击者无法仅根据此信息确定 n 的素因子,这使得 RSA 算法如此安全。

因此,当使用足够长的密钥时,它通常被认为是安全的。

RSA 的安全性依赖于对大整数进行因式分解的难度。

现在,填充只是为了填充数据结构或任何其他数据的部分,通常由 1 位、空格或空字符组成。填充使 RSA 算法更安全,因为它用一些其他消息填充数据,这使得其他人难以理解。

攻击

现在,在不使用填充的情况下实现 RSA 会存在许多风险,因为可能会发生以下攻击

  • **前向搜索攻击** - 消息文本可能具有可预测性。攻击者可以通过加密所有可能的邮件,直到获得与原始邮件文本匹配的结果,从而解密邮件文本。通过这种方式,攻击者可以知道相应的明文。因此,不带填充的 RSA 不是语义安全的。

  • **公共模数攻击** - 可能会出现每个人都被赋予相同的模数但密钥对不同的情况,那么在某些条件下,就可以解密消息。

  • **低加密指数** - 当使用低加密指数(例如 e)和较小的 m 值进行加密时,me 的结果小于模数。在这种情况下,密文可以很容易地解密。

  • RSA 具有两个密文的乘积等于相应明文乘积的加密的特性。由于这种乘法特性,可以选择密文攻击。

填充通过在加密前用随机值(例如 m)填充消息来解决所有这些问题,它确保 m 不会落入不安全明文范围内,并且给定的消息文本一旦填充后将加密为大量可能的密文,这难以理解。

实施 RSA 的风险

下面说明了在现实世界示例中不使用填充实现 RSA 的风险

假设需要发送的秘密消息是“Hi, How are you”。现在为了保护它,让我们用某种顺序用其他字母替换每个字母,即把每个字母改为字母表中紧随其后的字母。

因此,我们的文本将类似于“ij, ipx bsf zpv”。现在攻击者有可能意识到这种模式并翻译出真实的消息并阅读机密消息。而这可能是由于不使用填充的 RSA 造成的。

因此,我们需要隐藏消息的结构以确保其安全。而这只能通过填充来实现,在填充中添加随机数据以隐藏原始格式线索。

更新于: 2021 年 9 月 15 日

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