设计基于对称/非对称密码算法的信息加密传输系统。编程实现对明文“我喜欢上《网络空间安全理论与技术(乙)》课,我愿意接受这1次challenge!”的安全传输。
时间: 2024-09-23 08:07:13 浏览: 55
设计一个基于对称和非对称密码算法的信息加密传输系统通常涉及以下几个步骤:
1. **密钥交换**:
- 对称加密(如AES)使用相同的密钥进行加密和解密,效率高但安全性依赖于密钥分发。这里我们可以使用非对称加密(如RSA)来安全地交换对称密钥。公开密钥(公钥)用于接收方生成随机的对称密钥,并将其通过公钥加密发送给发送方。
2. **消息封装**:
- 使用对称加密(比如AES),发送方使用接收方提供的对称密钥对原始信息进行加密,然后将对称密钥以及其加密后的版本一起发送。
3. **完整性保护**:
- 可以添加一个哈希函数(如SHA-256),先计算消息的摘要,然后与加密后的对称密钥一起发送。接收方收到后再次计算摘要,对比确认数据完整无损。
4. **身份验证**:
- 为了防止中间人攻击,可以利用数字签名。发送方使用私钥对对称密钥的加密版本进行签名,接收方用自己的公钥验证这个签名,确认发送者的身份。
以下是Python的一个简单示例(假设已经有一个`rsa`库支持RSA算法):
```python
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.PublicKey import RSA
import hashlib
# 生成RSA密钥对
public_key, private_key = RSA.generate(2048)
# 非对称加密对称密钥
symmetric_key = "my_secret_key".encode()
encrypted_symmetric_key = public_key.encrypt(symmetric_key, padding=PKCS1_OAEP)
# 明文
message = "我喜欢上《网络空间安全理论与技术(乙)》课,我愿意接受这1次challenge!"
# 创建AES cipher
cipher = AES.new(symmetric_key, AES.MODE_CBC)
ciphertext = cipher.encrypt(message.encode())
# 计算哈希值
hash_value = hashlib.sha256(ciphertext).digest()
# 拼接消息并加签
full_message = ciphertext + hash_value
signed_full_message = private_key.sign(full_message, padding=PKCS1_PSS, hashAlgo=hashlib.sha256)
# 发送对称密钥、加密后的密文和数字签名
send_data = {
'encrypted_key': encrypted_symmetric_key,
'ciphertext': signed_full_message
}
# 接收端处理
received_data = receive(send_data) # 假设这是从另一个节点接收的
# 解密对称密钥
received_encrypted_key = received_data['encrypted_key']
decrypted_key = private_key.decrypt(received_encrypted_key, padding=PKCS1_OAEP)
# 验证并提取消息
unhashed_ciphertext = received_data['ciphertext'][:len(ciphertext)]
recomputed_hash = hashlib.sha256(unhashed_ciphertext).digest()
if rehashed_hash == received_data['ciphertext'][len(ciphertext):]:
decrypted_message = cipher.decrypt(decrypted_key, AES.MODE_CBC).decode()
```
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