[轉載]ElGamal演算法

看雪資料發表於2015-11-15

ElGamal演算法

  ElGamal演算法既能用於資料加密也能用於數字簽名,其安全性依賴於計算有限域上離散對數這一難題。
金鑰對產生辦法。首先選擇一個素數p,兩個隨機數, g 和x,g, x < p, 計算 y = g^x ( mod p ),則其公鑰為 y, g 和p。私鑰是x。g和p可由一組使用者共享。
ElGamal用於數字簽名。被籤資訊為M,首先選擇一個隨機數k, k與 p - 1互質,計算

a = g^k ( mod p )
再用擴充套件 Euclidean 演算法對下面方程求解b:

M = xa + kb ( mod p - 1 )

簽名就是( a, b )。隨機數k須丟棄。
驗證時要驗證下式:

y^a * a^b ( mod p ) = g^M ( mod p )

同時一定要檢驗是否滿足1<= a < p。否則簽名容易偽造。
ElGamal用於加密。被加密資訊為M,首先選擇一個隨機數k,k與 p - 1互質,計算

a = g^k ( mod p )
b = y^k M ( mod p )


( a, b )為密文,是明文的兩倍長。解密時計算

M = b / a^x ( mod p )

  ElGamal簽名的安全性依賴於乘法群(IFp)* 上的離散對數計算。素數p必須足夠大,且p-1至少包含一個大素數
因子以抵抗Pohlig & Hellman演算法的攻擊。M一般都應採用資訊的HASH值(如SHA演算法)。ElGamal的安全性主要依賴於p和g,若選取不當則簽名容易偽造,應保證g對於p-1的大素數因子不可約。D.Bleichenbache“GeneratingElGamal Signatures Without Knowing the Secret Key”中提到了一些攻擊方法和對策。ElGamal的一個不足之處是它的密文成倍擴張。

  美國的DSS(Digital Signature Standard)的DSA(Digital Signature Algorithm)演算法是經ElGamal演算法演
變而來。

 

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