public-key - 为什么公钥算法很慢？

Question

我正在为测试而学习，但我仍然不明白为什么公钥算法比对称算法慢得多。

Answer 1

Public-key cryptography是 asymmetric cryptography 的一种形式，其中不同之处在于使用了额外的加密 key 。

Symmetric algorithms使用“共享 key ”，其中两个系统各自使用一个加密 key 来加密和解密通信。

公钥密码术不使用单个共享 key ，而是使用数学 key 对:公钥和私钥。在该系统中，通信使用公钥加密并使用私钥解密。这是来自维基百科的更好解释:

The distinguishing technique used in public key cryptography is the use of asymmetric key algorithms, where the key used to encrypt a message is not the same as the key used to decrypt it. Each user has a pair of cryptographic keys—a public encryption key and a private decryption key. The publicly available encrypting-key is widely distributed, while the private decrypting-key is known only to the recipient. Messages are encrypted with the recipient's public key and can only be decrypted with the corresponding private key. The keys are related mathematically, but the private key cannot feasibly (ie. in actual or projected practice) be derived from the public key. The discovery of algorithms that could produce public/private key pairs revolutionized the practice of cryptography beginning in the middle 1970s.

那么计算开销就非常明显了:公钥可用于它所暴露的任何系统(互联网上的公钥系统，例如将公钥暴露给整个互联网)。作为补偿，公钥和私钥都必须非常大，以确保更高级别的加密。然而，结果是更高级别的加密，因为私有(private)解密 key (到目前为止)不能从公共(public)加密 key 进行逆向工程。

还有更多可能会影响 public-key infrastructure 的“速度”。 (PKI)。由于该系统的问题之一是信任，因此大多数实现都涉及 certificate authority (CA)，它们是受信任的实体，可以委托(delegate) key 对并验证 key 的“身份”。

总结一下:更大的加密 key 大小，两个加密 key 而不是一个，并且引入了证书颁发机构:额外的 DNS 查找和服务器响应时间。

正是由于这种额外的开销，大多数实现都受益于 hybrid algorithm。 ，其中公钥和私钥用于生成 session key (很像对称算法中的共享 key )以获得两全其美。