公钥密码体制初步分析

下面我们来看看公钥密码体制是如何满足前述要求的，简言之，要做到

在验证对方真实身份的基础上，秘密地和对方进行通信（即不被第三方知道通信内容），同时可以检测明文是否被修改（请回忆前面讲的Dolev-Yao模型中攻击者的能力），最后在通信结束后，能够让对方无法否认进行过此次通信。

一、通信内容保密－－对要传输的数据进行保护，让其他人无法看到／知道

没问题，这个对称密码和公钥密码体制都可以做到。

二、数据的完整性－－能够验证接收到的数据在传输过程中是否被修改

回答此问题之前，再打断一次，请注意：数据的机密性并不能保证数据的完整性，必须要通过其它手段予以确保（在讨论对称密码时已经以XOR为例进行说明）。

在这方面，公钥密码与对称密码基本差不多。不过因为公钥密码的特性－－公、私密钥的不对称，通过某种办法，能够检测数据在传输过程中是否被修改，这就是大名鼎鼎的数字签名，后面将详细讨论。

三、身份认证－－正式传输（机密）数据前，能够确认对方的真实身份

在对称密码体制中，身份认证的可靠性取决于共享密钥是否保密，如果A、B之间的共享密钥被E获得（无论是通过何种手段），则E就可以冒充B与A进行通信，身份认证的安全性就无法保证。因此共享密钥的保密程度决定了身份认证的可信度。

公钥密码体制的可靠信更高，只要对方的私钥不泄露（即便泄密，一般而言，也比共享密钥泄露的可能性要大大降低），通过数字签名手段就可以确定对方的真实身份。

四、事后对方不可抵赖

不仅在事前可以验证对方的身份，在事后也能够证明对方确实参与了通信（想想采用对称密码体制，可以在一定程度上保证事前的身份验证，但对后事验证几乎无能为力）。而这正是公钥密码体制的独特优点－－只要将A、B的通信记录及双方的数字签名（成熟实用的协议都考虑了这一点）公布于众，任何第三方都可以判断双方确实参与了此次通信，因而双方都无法抵赖。这在涉及利益相关的事务（比如网上支付）中，显得尤为重要。

基于这种签名的高安全性，很多国家都颁布了类似的数字签名法案，在法律上承认数字签名和普通签名（即传统在纸上用笔签下自己的大名）具有相同的有效性。稍后我们会看到，数字签名具有比普通签名更为可信－－普通签名可以通过字迹进行模仿，而没有私钥的话，数字签名无法进行模仿。这在仅有对称密码体制参与的情况下是不可能发生的。

到目前为止，我们都是在“纸上谈兵”，从下节起，我们来进行具体的实践，看看是在一般人眼中，抽象、高深的数学是如何一步步走入我们的现实世界。

NOTE：原则上只需要高中数学的基础（当然要比较牢固）就可以