DSA与RSA的区别、ECC(椭圆曲线数字签名算法(ECDSA))

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简介: DSA与RSA的区别、ECC(椭圆曲线数字签名算法(ECDSA))

DSA算法

1 简介

DSA (Digital Signature Algorithm) 是 Schnorr 和 ElGamal 签名算法的变种,被美国 NIST 作为 DSS (DigitalSignature Standard)。 DSA 是基于整数有限域离散对数难题的。

简单的说,这是一种更高级的验证方式,用作数字签名。不单单只有公钥、私钥,还有数字签名。私钥加密生成数字签名,公钥验证数据及签名,如果数据和签名不匹配则认为验证失败。数字签名的作用就是校验数据在传输过程中不被修改,数字签名,是单向加密的升级。

2 处理过程

(1) 使用消息摘要算法将发送数据加密生成数字摘要。

(2) 发送方用自己的私钥对摘要再加密,形成数字签名。

(3) 将原文和加密的摘要同时传给对方。

(4) 接受方用发送方的公钥对摘要解密,同时对收到的数据用消息摘要算法产生同一摘要。

(5) 将解密后的摘要和收到的数据在接收方重新加密产生的摘要相互对比,如果两者一致,则说明在传送过程中信息没有破坏和篡改。否则,则说明信息已经失去安全性和保密性。

感觉这个和RSA这不是有点相似?有啥区别两者?

RSA 【Rivest-Shamir Adelman算法( RSA)】和DSA【数字签名算法(DSA)】

RSA 与 DSA 都是非对称加密算法。其中RSA的安全性是基于极其困难的大整数的分解(两个素数的乘积);DSA 的安全性是基于整数有限域离散对数难题。基本上可以认为相同密钥长度的 RSA 算法与 DSA 算法安全性相当

有点要注意,RSA 的安全性依赖于大数分解,但是否等同于大数分解一直未能得到理论上的证明,因为没有证明破解 RSA 就一定需要作大数分解。不过也不必太过担心,RSA 从诞生以来,经历了各种攻击,至今未被完全攻破(依靠暴力破解,小于1024位密钥长度的 RSA 有被攻破的记录,但未从算法上被攻破)。

用途:

DSA 只能用于数字签名,而无法用于加密(某些扩展可以支持加密);

RSA 即可作为数字签名,也可以作为加密算法。不过作为加密使用的 RSA 有着随密钥长度增加性能急剧下降的问题。

性能:

相同密钥长度下,DSA 做签名时速度更快,但做签名验证时速度较慢,一般情况验证签名的次数多于签名的次数。

相同密钥长度下,DSA (在扩展支持下)解密密文更快,而加密更慢;

RSA 正好反过来,一般来说解密次数多于加密次数。不过由于非对称加密算法的先天性能问题,两者都不是加密的好选择

业界支持:

在业界支持方面,RSA 显然是赢家。RSA 具有更为广泛的部署与支持。

使用 ssh-keygen 时的选择:

上面说了那么多,可以看到RSA 与 DSA 各有优缺点。回到开头的问题,在使用 ssh-keygen 时,RSA 与 DSA到底选哪个? 比较有意思的是,这个问题最终答案与上面那些优缺点无关。

虽然理论上可以生成更长长度的 DSA 密钥 (NIST FIPS 186-3),但ssh-keygen在生成 DSA 密钥时,其长度只能为1024位(基于NIST FIPS 186-2);而 ssh-keygen 在 RSA 的密钥长度上没有限制

由于小于1024位密钥长度的 RSA 已经有被攻破的记录,所以说现在:RSA 2048 位密钥是更好的选择。

实际上,OpenSSH 7.0及以上版本默认禁用了ssh-dss(DSA)公钥算法。官方没有给出具体的解释,但其中可能有OpenSSH,DSA密钥位数生成的原因,同时生成签名时随机性差,可能会泄漏私钥,且以现在机算机的算力,DSA 1024-bit已经实际上可破解,建议不使用。(因为ssh-keygen在生成 DSA 密钥时,其长度只能为1024位)

所以选什么?必然是RSA2048

其它选择:ECC(椭圆曲线数字签名算法(ECDSA))

RSA 与 DSA 各有优缺点,那有没一个更好的选择呢?答案是肯定的,ECC(Elliptic Curves Cryptography):椭圆曲线算法。

ECC 与 RSA 相比,有以下的优点:

  • (1)相同密钥长度下,安全性能更高,如160位ECC已经与1024位RSA、DSA有相同的安全强度。
  • (2)计算量小,处理速度快,在私钥的处理速度上(解密和签名),ECC远 比RSA、DSA快得多。
  • (3)存储空间占用小 ECC的密钥尺寸和系统参数与RSA、DSA相比要小得多, 所以占用的存储空间小得多。
  • (4)带宽要求低使得ECC具有广泛得应用前景。
    在 ssh-keygen 中,ECC 算法的相应参数是 “-t ecdsa”。可惜的是由于椭圆曲线算法只有在较新版本的 openssl 与 ssh-keygen 中才被支持,而无法得到普遍使用而去完全替代 RSA/DSA。不过由于椭圆曲线算法的优点,使其取代 RSA/DSA 而成为新一代通用的非对称加密算法成为可能,至少 SET 协议的制定者们已经把它作为下一代 SET 协议中缺省的公钥密码算法了。

DSA签名快,验签慢,和RSA刚刚相反。ECC是更好的选择。


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