ECDH(Elliptic Curve Diffie-Hellman)算法是一种基于椭圆曲线密码学的密钥交换算法,用于在非安全通信渠道上交换密钥。其基本原理如下:
- 选择椭圆曲线:首先,选择一个合适的椭圆曲线作为公开参数。椭圆曲线的一般形式为y^2 = x^3 + ax + b,其中a和b是曲线的参数1。
- 生成公私钥对:每个用户生成一个私钥和一个对应的公钥。私钥是一个随机选择的整数,公钥是椭圆曲线上的一点,通过私钥乘以曲线上的一个基点来计算12。
- 交换公钥:用户之间交换各自的公钥12。
- 计算共享密钥:每个用户使用自己的私钥和接收到的对方公钥,通过椭圆曲线上的运算,计算出一个共享密钥。公式为:共享密钥 = (对方公钥的x坐标 * 自己的私钥) % 曲线的阶12。
- 使用共享密钥:之后,双方可以使用这个共享密钥进行对称加密操作,保证通信的机密性12。
数学原理和安全性基础
ECDH算法的核心是利用椭圆曲线上的加法运算和求模运算,以及离散对数难题的性质。给定椭圆曲线上的一个点P和一个整数k,求Q=kP很容易;但是通过Q,P求解k很难,这就是ECDH算法的安全性基础12。
应用场景和优缺点
ECDH算法常用于需要密钥交换的场景,例如SSL/TLS协议、IPsec等。其优点包括使用较小的密钥提供较高的安全性,缺点是加密和解密操作相对较慢4。