非对称加密 Ed25519 算法认识（初级）

目录

• Ed25519的特点
• Ed25519与RSA和DSA算法的主要区别
• Generate Key、Sign
• Verify
• Ed25519常用场景和趋势

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Ed25519就是用来代替RSA、DSA的。

它如何做到替代旧的算法？它的优势是什么？

Ed25519的特点

Ed25519是一种现代的公钥签名算法。它具有以下特点和应用:

1. 安全性高:基于扭曲爱德华曲线,提供128位安全性。

2. 速度快:签名和验证速度都很快,比RSA和DSA等传统算法快很多。

3. 密钥小:公钥只有32字节,私钥64字节,签名也只有64字节。

4. 抗量子计算:相比RSA等算法,Ed25519对量子计算攻击有更好的抵抗性。

5. 容量小：Ed25519的一个特点是其密钥和签名都很紧凑，这在资源受限的环境中特别有优势。

Ed25519与RSA和DSA算法的主要区别

1. 加密原理:

   • Ed25519基于椭圆曲线加密(ECC)
   • RSA基于大数分解
   • DSA基于离散对数问题

2. 密钥长度:

   • Ed25519使用256位密钥
   • RSA通常需要2048位或更长的密钥来达到同等安全级别
   • DSA通常使用1024-3072位密钥

3. 性能:

   • Ed25519在签名和验证速度上都比RSA和DSA快得多
   • RSA验证较快,但签名较慢
   • DSA签名较快,但验证较慢

4. 安全性:

   • Ed25519提供128位安全性,且对已知的量子计算攻击有更好的抵抗力
   • RSA和DSA在相同安全级别下需要更长的密钥

5. 签名大小:

   • Ed25519签名固定为64字节
   • RSA和DSA的签名大小随密钥长度增加而增加

6. 实现复杂度:

   • Ed25519实现相对简单,不易出错
   • RSA和DSA实现较复杂,需要考虑更多安全细节

7. 标准化和采用:

   • RSA和DSA已广泛使用多年,有成熟的标准
   • Ed25519较新,但正在迅速获得广泛采用

这些差异使得Ed25519在许多现代应用中成为优选,尤其是在需要高性能和紧凑签名的场景。

Generate Key、Sign

Online Tool ： https://cyphr.me/ed25519_applet/ed.html

• private key sign
• public key verify

Verify

Online Tool ：https://ed25519.altr.dev/

Ed25519常用场景和趋势

1. SSH密钥:OpenSSH 6.5+默认使用Ed25519密钥。

2. 加密货币:如Monero、Nano等使用Ed25519进行交易签名。

3. 安全通信协议:如Signal协议使用Ed25519进行身份认证。

4. 软件签名:用于验证软件包的完整性和来源。

5. 区块链:在许多区块链项目中用于交易签名。

Ed25519在许多现代应用中成为优选,尤其是在需要高性能和紧凑签名的场景。
Ed25519在紧凑特性、资源受限的环境中具有显著优势，特别适用于车联网、嵌入式系统和物联网（IoT）等领域。

原因：

1. 车联网：

   • 带宽限制：车辆间通信需要快速且高效，Ed25519的小型签名有助于减少数据传输。
   • 实时性要求：快速的签名和验证过程对于车辆安全系统至关重要。
   • 存储限制：车载系统的存储空间可能有限，紧凑的密钥很有帮助。

2. 嵌入式系统：

   • 有限的计算能力：Ed25519的高效算法适合处理能力较低的处理器。
   • 内存限制：小型密钥和签名减少了内存使用。
   • 能源效率：更快的计算意味着更低的能耗，这对电池供电的设备很重要。

3. 物联网（IoT）：

   • 大规模部署：需要管理大量设备的密钥，紧凑的密钥更易管理。
   • 网络带宽：IoT设备often使用低带宽网络，小型签名可以减少数据传输。
   • 电池寿命：高效的加密操作可以延长电池供电设备的使用时间。
   • 安全更新：小型签名有助于实现高效的安全固件更新。

4. 通用优势：

   • 降低存储成本：对于需要存储大量密钥或签名的系统，可以显著减少存储需求。
   • 提高吞吐量：在需要处理大量签名的场景中，可以提高系统整体性能。

Ed25519在保证高安全性的同时，还能满足资源受限环境的特殊需求。这使得它成为这些新兴技术领域的理想选择。

随着网联网、智能汽车、智能家具的崛起，Ed25519也将得到高频的使用。