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基于 RSA 算法的动态双身份认证的设计与实现

摘要：针对网络通信中相互身份认证困难的问题，提出一种基于 RSA 算法的动态

双身份认证方案，比其他基于公钥体制的身份认证方案相比，具有安全性更高、

方便简洁、认证时间少等优点，并通过 VC++实现了基于该方案的系统。

关键词：密码体制； RSA 算法；身份认证；公钥

1、RSA 加密算法及身份认证

目前网络通信主要提供五种安全服务，即身份认证服务、访问控制服务、机

密性服务、完整性服务和抗否认性服务。其中，身份认证作为安全应用系统的第

一道防线，是最重要的安全服务，所有其它的安全服务都依赖于该服务，它的失

败可能导致整个系统的失败。

网络应用系统中通信双方的身份认证问题，传统的做法是采用用户名加口令

来验证登录用户的身份，但是由于口令在使用过程中很容易被窃取、暴力攻击和

猜测，存在较大的安全隐患；另外这种认证方式只能完成单方面的身份认证，即

只能解决服务器验证客户端身份的问题，无法解决客户端验证服务器身份的问

题，因此不能完全满足互联网业务应用的需要。公钥加密算法的安全性主要是基

于复杂的数学难题。目前比较流行的主要有两类

[2]

：一类是基于大整数因子分解

系统，以 RSA 为典型代表，它是目前被研究和应用得最为广泛的公钥算法，经过

长年的攻击考验，该算法已被普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。

2、RSA 工作原理

[1]

如下：

(1) 任意选取两个不同的大质数 p 和 q，计算乘积r=p*q；

(2) 任意选取一个大整数 e，e 与(p-1)*(q-1) 互质，整数 e 用做加密密钥。注

意 e 的选取是很容易的，例如所有大于 p 和q 的质数都可用.；

(3) 确定解密密钥 d，由 d*e=1 mod((p-1)*(q-1)) ，根据 e，p 和 q 可以容易

地计算出d；

(4)公开整数 r 和e，但是不公开d；

(5) 将明文 P(假设 P 是一个小于 r 的整数)加密为密文 C，计算方法为 C=Pe

mod r；

(6) 将密文 C 解密为明文 P，计算方法为 P=cd mod r；

然而，只根据 r 和 e(不是 p 和 q)要计算出d 是不可能的，因此，任何人都可

对明文进行加密，但只有授权用户(知道 d)才可对密文解密。为了保证 RSA 的有

效性，通常找两个非常的大质数 p 和q。

3、基于 RSA 双身份认证方案的设计

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