RSA算法对信息保护的意义和作用

摘要：技术是社会发展的重要动力。当今社会，正在经历由计算机、互联网技术发展带来的转型。在网络经济崛起的影响之下，我们正在进入数字时代。经济形式的创新为社会带来新的变革，使信息成为与土地、资金、化石能源等等具有同样作用的生产要素。作为交流的媒介和经济运转的基础，能够在庞杂繁复的信息中，正确地对信息运用、储存并及保护信息的安全具有战略意义。RSA算法通过非对称加密算法，能够为信息安全提供更好的保障。

关键词：数字时代;信息安全;RSA算法

The Meaning and Function of RSA Algorithm for Information Security

Zhang Hua

CTVSTVPBeijing100038

Abstract：Technology plays an important role in the development of society.Nowadays，under the impact of ICT technology，the society is transformed into digital era.In digital economy，information has become the foundation of every area.One has to face and tackle with information security issue.It becomes a vital task for people.RSA algorithm is a better method to protect information security.

Key words：information era;information security;RSA algorithm

在人类社会漫长的、向前迈进的发展历程中，生产力的进步是重要的推动力量，促进社会逐步从低级向更高的阶段跨越。原始社会的采拾阶段、农业社会的农耕阶段、工业社会的机器化大生产，都印证这样的发展规律。科学技术作为生产力的有机组成部分，对社会发展起着重要的助推力。以计算机、互联网技术为代表的第三次科技革命正在使社会发生新的变革。

对于每个人来说，计算机及网络技术为人们带来便利，成为联结人们之间的重要纽带。对于社会发展来说，它促进了社会的进步和发展，加速了社会生产力水平的升级。我们正在技术的推动之下，经历从传统社会向以数字技术为代表的科技社会迈进的过程。社会的变革不仅使传统的交往模式发生，原有的观念将发生改变，秩序需要以调整的规则和制度进行维护。信息安全成为具有重要的战略意义的数字时代新要求。

一、互联网技术为数字经济奠定基础

（一）互联网的发源[1]

人类社会的各个方面并不是独立存在的，总是相互依存、相互影响的。技术的发明创造也有其时代背景和需要。互联网技术的发明起源于第二次世界大战后的国际格局冷战时期。其时，美国和苏联为了争夺世界霸主地位，展开军备竞争。美国为了能够提高战略安全的程度，防止单独的军事指挥点被破坏所导致的战略风险，于是设想建立更加安全的军事指挥系统。一方面，建立多个分散的军事指挥点;另一方面，各个军事指挥点能够互相联通。这样就可以提高军事指挥的安全系数。由ARPA（美国高级研究计划署）对这一构思展开技术研究。

1968年，拉里·罗伯茨（Larry Roberts）发表研究报告《资源共享的计算机网络》。在报告中，拉里阐述了实现ARPA计算机互相联结的方案，既使各个独立的分布节点既能够保持正常运转，同时又能够实现信息交换。于是，美国根据研究报告投入并建立了应用于美国国防部的“高级研究计划网”。这就是著名的“阿帕網”。

1969年，“阿帕网”正式投入应用。“阿帕网”也被看作是互联网的起源。尽管阿帕网的诞生是为了满足军事安全和国防建设的需要，但是毋庸置疑，这是人类社会科学技术发展史上的巨大飞跃，为人们进入数字时代提供了技术储备和物质基础。

（二）互联网技术应用的普及提供发展空间

一项技术的文明只有能够实现应用的普及，对社会发展才会产生深远的影响。互联网技术应用的普及为数字经济的发展奠定了坚实基础。以中国互联网应用的发展现状为例，根据中国互联网信息中心2018年报告的数据，截止2017年12月，我国共有互联网用户已达7.72亿人，普及率为55.8%，超过亚洲和全球的平均水平。互联网技术的广泛普及，为数字经济的发展提供了庞大的消费基础，各种应用也正不断被创造出来。互联网正成为与社会、生活的方方面面都息息相关的影响力量。

首先，互联网的连接与沟通特征，满足人们交流与沟通的需要。人们能够使用互联网浏览信息、收发电子邮件、进行社交和休闲娱乐，及时掌握各种资讯，保持对时代的敏感，跟上时代的发展步伐。

其次，互联网的扩展应用，为经济发展开拓机遇。随着经济的发展，人们生活的节奏变得更快，网络技术为人们带来更多的便利。网络购物、移动支付应用得到发展，同时也催生了许多新的经济形式——共享经济、平台经济等等。

最后，互联网与其他行业的融合，促进社会生产的变革。互联网技术与传统行业整合，带来如移动互联网、互联网+农业、物联网及智能制造等等应用的创新和发展，正在带动经济转型。

互联网技术正成为影响人们衣食住行各个方面的重要力量，改变着人们的习惯，为人们的生活带来便捷，带来生产，促进人们向数字时代迈进。同样，社会的治理规则和关注的焦点也将相应的发展调整与变化。

二、信息构成重要的生产要素

不同的经济形式，生产要素和生产方式都各具不同的特点。在农耕时代，土地是基本的生产要素;在工业社会时代，化石能源构成基本的生产要素。在进入数字时代，信息则扮演着重要的角色。在互联网技术中，各种资讯、事件、变化都是以信息的形式表现出来的。

（一）信息的定义

在互联网时代，信息可以表示为一切现实世界的各种事物，并将其转换，使之适于存储、传输和运用的数据。互联网是由计算机节点组成的，由于计算机是以“0”和“1”为单位进行存储各种资讯、数据等内容;因此，信息也可以理解为：经过“0”和“1”形式进行数字化后，代表具象世界的音频、视频等等不同的字符组合。

（二）信息的价值

作为数字时代运转与联结的基础，信息是社会经济内容的载体，也是数字时代的表达形式。与传统社会的生产要素相比，信息具有数字性、抽象性、可存储性和可传递性的特征。

信息的意义在于：一方面，它体现着人们的各种资讯，另一方面，它反映着社会经济交往的政治、经济关系。随着互联网技术的发展，联结起来的计算机数量增多，与此同时，接收终端也更加的丰富和发展，信息量也变得更加庞杂。对信息的保护具有重要的战略意义。

三、信息安全概览

信息安全指在承载信息的各种载体进行信息传递时，都具备安全性、可靠性，能够保障所传递的信息顺畅、可靠、完整、持续且能够避免外在因素的影响。[2]

（一）信息安全对信息传输效果的要求

根据信息安全的要求，信息传递要能够做到不失真、不畸变且可获得。由此可以看出，良好的信息传递需要使信息具有以下特征：

（1）完整性，即信息从发送端到接收端，能够被完整的传递，不存在缺少或丢失，全部都能够接收到。如图1所示，传输链路通畅，信息能够自发端传递到接收端。

（2）准确性，即信息不会被改变，是可以全部接收的。如图2所示，由于干扰的存在，导致传输过程信息无法准确传输，而接收端接收的是干扰端所发送的信息。

（3）送达性，即信息确定能够被接收端所接收。如图3所示，信息在传输过程中存在干扰因素，导致需要传递的信息被干扰端截获，无法进行传递。

（4）保密性，即信息经过路径传输，其内容能且仅能被发送端和接收端所知悉。如图4所示，虽然信息能够被正常传输，但由于保密性能不好，信息内容已经被干扰端所掌握。

基于信息安全的特征可以看，确保信息安全是综合的体系，只有信息传递的任何环节都共同发挥作用，才能保证信息传输的正常、准确、有效，任何一个环节的问题都会对信息安全造成一定的影响。

（二）对信息安全产生影响的因素[2]

信息安全对传输系统和信息都有较高的要求，既要求传输系统的运行状态良好，同时也需要信息自身具有较高的安全性。这样才能对信息安全产生威胁的因素进行防范。

1.传输系统为信息安全提供基础

信息传输系统的脆弱性，在于硬件和软件等设备在设计之时存在漏洞。硬件作为设备之间联结的基础，构成设备的物理联结，软件的运行提供技术环境。软件作为人与设备交互的窗口，实现了信息的交换。硬件和软件共同构成信息传输系统。目前随着软件、应用的增多及硬件传输设备的多元化，传输系统日趋复杂，增加更多的不确定性，为信息安全增添难度。仅靠传输系统的安全措施，仍然无法规范信息风险。只有采取更多的措施，进行信息保护，才能为信息安全必要的保障。

2.信息是信息安全的必要条件

信息流动于传输系统的始终，提高信息的安全性，能够避免传输系统漏洞带来的潜在危险，提高信息传输的安全系数，确保信息传送目的的实现。

四、加密技术提高信息安全度

加密技术作为古老又现代的领域，是为了提高信息的安全而采用的策略。[3]早在4000年前，古巴比伦就已采用了密码技术。进入现代社会以后，密码学最初应用于军事领域，随着科技的发展逐渐进入人们的视线，成为人们提高信息安全的措施。[4]经过了漫长的发展历程，加密技术按使用方式可以分為传统加密技术和现代加密技术两个阶段。

（一）传统加密技术阶段

传统的加密技术阶段并没有进行复杂的计算，只是设计两张表格，将字母在表格中的位置进行调整进行加密和解密。这就要求发送端和接收端在进行信息传输的最初就要知道表格中字母的对应关系，通过表格找到相应的信息。传统的加密技术包括替换和移位两种形式。

1.替换

替换是指将字母的顺序重新编辑，发送端按编辑的字母发送信息，接收端收到信息后，根据解码表格解出原有信息。如下表：信息表为信息的真实内容，密码对应表提供加密、解密依据。发送端发送CODE这个单词，则发送ityc字母;接收端接收到ityc字母，然后按照表格解出CODE这个单词。

2.位移

位移方式与替换方式具有相似性。两种方式都是需要在加密解密表格中将字母位置移动;与替换方式不同的是，位移方式是将字母表顺序从前排位置移动后字母表尾部，未移动的字母顺序向前移动。如下表：发送和接收端约定，将信息表中字母ah移动到字母表z后部，以i作为首字母代表原字母表A，其他字母接续如此移动。信息表为真实信息内容，密码对应表为加密解密的依据。如果仍想收发CODE这个单词，则发端发送kwlm，接收端收到kwlm，然后根据信息表解出CODE。

（二）现代的加密技术

现代社会需要传输的信息量大、种类繁多且内容复杂，传统信息加密技术已难以满足信息安全的需要，现代加密技术应运而生。现代加密技术是对需要进行传输的数据通过算法进行加密而确保信息安全。

1.对称加密算法和非对称加密算法

（1）对称密码算法是指通信的收发双方使用相同密钥的密码，如DES算法。对称密码算法的优点是只需要一个密码即可，比较简便;缺点则是信息安全性不高。

（2）非对称密码算法是指通信的收发双方使用具有两组密钥的密码，如RSA算法。一个作为公钥对外公开，另一个作为私钥不对外公开，用来进行解密。尽管非对称密码算法需要使用两个密码增加了密码的复杂性，但是它能够有效的提高信息安全程度，获得广泛的好评。

2.RSA加密算法

作为非对称加密技术的典型代表，RSA算法是目前非常流行、广泛使用的加密技术。

（1）RSA算法名称由来。RSA是于1978年由同在麻省理工学院工作的罗恩·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨米尔（Adi Shamir）和罗纳德·阿德曼（Leonard Adleman）共同提出的。RSA算法是以他们三人姓氏姓氏开头字母组合在一起命名的。

（2）RSA算法。RSA的保密原理是基于大整数分解，[5]采用大素数（大于100的素数）进行计算。由于目前这对数学家仍是个难题，尚无法破解，因此使得RSA算法的安全性得到了保障。

（3）RSA算法特点。RSA算法的优点是保密性好，安全可靠;而它的不足则是由于算法数据量大，使得运算时间长，效率低。因此RSA算法更适合应用于小信息量的数据保护。采用配合其他算法共同使用的方式进行信息保护，能够提高信息保护的性能和效率。

五、结论

科技的进展使人们充分享受便利，同时也使人们越来越受到科技的影响。在数字时代，信息是构成新时代的基础，为社会的繁荣和发展提供力量。作为交流的媒介和資讯的载体，信息安全成为日趋重要的议题。随着网络特别是移动互联网的发展，连接终端数量递增。网络的应用也越来越普及，这使得每时每刻都要大量的信息在传递，信息安全就面临着更大的压力。加强信息保护应该从传输系统和信息自身两方面双管齐下。既要加强各种信息系统的安全性，又要加强信息的安全性。

RSA加密算法作为非对称加密算法，能够提高信息安全性，为数字时代的发展提供可靠的保障。由于其运算量大，存在效率低的不足，配合其他加密算法共同使用，能够使信息保护的措施会更加先进和完善。

参考文献：

[1]吕云翔，李沛伦.IT简史[M].清华大学出版社，2016：9394.

[2]郝玉洁，吴立军，赵洋，刘瑶.信息安全概论[M].清华大学出版社，2013：1，2.

[3]耿新宇.计算机网络信息安全研究[M].天津科学技术出版社，2015：1.

[4]王军选，田小平，曹红梅.信息论基础与编码[M].人民邮电出版社，2011：239.

[5]戴宏.移动商务安全[M].对外经济贸易大学出版社，2012：187.

作者简介：第一作者张华（1980），女，北京人，中级工程师，硕士，研究方向：卫星通信、计算机网络。