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为了克服对称密钥密码体制存在的问题，密码学专家提出了新的加密体制——非对称密钥密码体制，又称为双钥密码体制或公钥密码体制。非对称密钥密码体制的基本原理是加密和解密采用不同的密钥，使用时其中一个密钥公开，称为公钥；另一个密钥由用户私有保存，称为私钥。传递信息时，发送方用接收方的公钥加密信息，接收方用自己的私钥对信息解密。由于接收方的私钥只有接收方自己知道，因此只要其私钥保存完好，即使信息被截取，截取者也因为没有解密密钥，无法获知信息内容，从而保证了信息的机密性。例如，在电子商务交易过程中，商家可以公开其公钥，保留其私钥；客户用商家的公钥对发送的信息进行加密，安全地传送到商家，然后由商家用自己的私钥进行解密得到原文信息。
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非对称密钥密码体制克服了对称密钥密码体制的缺点，解决了密钥的分发和管理问题。另外，非对称密钥密码体制能够实现数字签名技术，解决了参与者身份识别问题，但由于算法复杂，算法的运算速度不高，加密信息的效率降低。
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非对称密钥密码体制的典型算法是RSA算法。它是由三位发明者Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adleman名字的第一个字母组合而成。RSA算法的基本原理是基于大素数难分解原理，即寻找两个大素数比较简单，而将两个大素数的乘积分解非常困难。
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③计算p-1和q-1的乘积，记为m=（p-1）*（q-1）；
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⑤寻找一个数d，使其满足（e*d）mod m=1；
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传递信息时发送方用接收方的公钥加密信息，接收方用自己的私钥对信息进行解密。
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假设发送方要传送明文M=19给接收方，按照RSA算法描述，密钥对的生成过程为：
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⑤寻找一个数d，使其满足（e*d）mod m=1；
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发送方用接收方的公钥加密信息得到密文C=Memod n=193mod 33=28。接收方收到消息后用自己的私钥解密信息得到明文M=Cdmod n=287mod 33=19。
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从所基于的数学难题来讲，RSA算法基于大整数因子分解系统。除RSA算法外，椭圆离散对数系统（ECC）和离散对数系统（代表性算法DSA）也属于非对称密钥密码体制算法。
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