这是关于密码学笔记的第六篇专栏文章。在本文中，我们主要讲解由对称密码和公钥密码结合而成的混合密码系统。

跟诸位大牛相比，笔者阅历尚浅、经验不足，笔记中若有错误，还需继续修正与增删。欢迎大家的批评与指正。

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文章目录

1. 基本概念
2. 高强度的混合密码系统
3. 密码技术的组合
参考书目

1. 基本概念

混合密码系统是将对称密码和公钥密码的优势相结合的方法。用对称密码来加密明文，用公钥密码来加密对称密码中所使用的密钥，这样的两步密码机制就是混合密码系统的本质。

混合密码系统运用了伪随机数生成器、对称密码和公钥密码这三种密码技术。其组成机制如下：

a. 用对称密码加密消息
b. 通过伪随机数生成器生成对称密码加密中使用的会话密钥
c. 用公钥密码加密会话密钥
d. 从混合密码系统外部赋予公钥密码加密时使用的密钥

加密过程：

会话密钥的双重性：会话密钥是对称密码的密钥，同时也是公钥密码的明文。

解密过程：

优点：混合密码系统解决了公钥密码速度慢的问题，并通过公钥密码解决了对称密码的密钥配送问题。

应用：著名的密码软件PGP以及网络上的密码通信所使用的SSL/TLS都运用了混合密码系统。

2. 高强度的混合密码系统

(1) 伪随机数生成器被用于产生会话密钥。因此其算法不能很差。

(2) 对称密码被用于加密消息。因此需要使用高强度的对称密码算法，并确保密钥具有足够的长度。此外，还需要选择使用合适的分组密码模式。

(3) 公钥密码被用于加密会话密钥。因此需要使用高强度的公钥密码算法，并确保密钥具有足够的长度。

(4) 对称密码和公钥密码的密钥长度必须具备同等的强度，因为无论其中任何一方的密钥过短都可能遭到集中攻击。然而，考虑到长期运用的情况，公钥密码的强度应该要高于对称密码。因为对称密码的会话密钥被破译只会影响本次通信的内容，而公钥密码一旦被破译，从过去到未来的所有通信内容就都能够被破译了。

3. 密码技术的组合

密码技术的组合经常被用于构建一些实用的系统。

(1) 数字签名，是由单向散列函数和公钥密码组合而成的。

(2) 证书，是由公钥和数字签名组合而成的。

(3) 消息认证码，是由单向散列函数和密钥组合而成的，也可以通过对称密码来生成。

(4) 伪随机数生成器，可以使用对称密码、单向散列函数或者公钥密码来构建。

参考书目

[1] 《图解密码技术》(第3版)，[日]结城浩著，周自恒译，人民邮电出版社，2014年。

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