ECDH
全称是椭圆曲线迪菲-赫尔曼秘钥交换(Elliptic Curve Diffie–Hellman key Exchange),主要是用来在一个不安全的通道中建立起安全的共有加密资料,一般来说交换的都是私钥
,这个密钥一般作为“对称加密”的密钥而被双方在后续数据传输中使用。
ECDH
全称是椭圆曲线迪菲-赫尔曼秘钥交换(Elliptic Curve Diffie–Hellman key Exchange),主要是用来在一个不安全的通道中建立起安全的共有加密资料,一般来说交换的都是私钥
,这个密钥一般作为“对称加密”的密钥而被双方在后续数据传输中使用。
我们通过一个经典的场景,Alice和Bob要在一条不安全的线路上交换秘钥,交换的秘钥不能被中间人知晓。
首先,双方约定使用ECDH
秘钥交换算法,这个时候双方也知道了ECDH
算法里的一个大素数P
,这个P
可以看做是一个算法中的常量。
P
的位数决定了攻击者破解的难度
还有一个整数g
用来辅助整个秘钥交换,g
不用很大,一般是2或者5,双方知道g
和p
之后就开始了ECDH
交换秘钥的过程了。
Alice知道了共用参数p
和g
,生成私有整数a
作为私钥,公钥算法一般是公钥加密,私钥解密,公钥给对方来加密数据,拿到密文后私钥解密查看内容正确性,这个时候Alice直接通过线路告诉Bob自己的私钥a
显然既不合理也是一件风险很大的事。
这个时候Alice需要利用p
,g
,a
通过公式g^a mod p = A
生成A作为公钥传递。
Bob通过链路收到Alice发来的p
,g
,A
,知道了Alice的公钥A
。这个时候Bob也生成自己的私钥b
,然后通过公式g^b mod p = B
生成自己公钥B
。
在发送公钥B
前,Bob通过A^b mod p = K
生成K作为公共秘钥,但是并不发送给Alice,只通过链路发送B
。
Alice收到Bob发来的公钥B
以后,同样通过B^a mod p = K
生成公共秘钥K,这样Alice和Bob就通过不传递私钥a
和b
完成了对公共秘钥K的协商。
我们通过代入具体的数字来重复一下上面的过程:
Alice和Bob同意使用质数p和整数g:
p = 83, g = 8
Alice选择秘钥 a = 9, 生成公钥 g^a mod p = A 并发送
(8^9) mod 83 = 5
```
Bob选择秘钥 b = 21, 生成公钥 A^b mod p = K 并发送
(8^21) mod 83 = 18
Alice计算 B^a mod p = K
18^9 mod 83 = 24
Bob计算 B^a mod p = K
5^21 mod 83 = 24
至此24
就是双方协商出来的秘钥。
由于 ECDH 密钥交换协议不验证公钥发送者的身份,因此无法阻止中间人攻击。如果监听者 Mallory 截获了 Alice 的公钥,就可以替换为他自己的公钥,并将其发送给 Bob。Mallory 还可以截获 Bob 的公钥,替换为他自己的公钥,并将其发送给 Alice。这样,Mallory 就可以轻松地对 Alice 与 Bob 之间发送的任何消息进行解密。他可以更改消息,用他自己的密钥对消息重新加密,然后将消息发送给接收者。
为了解决此问题,Alice 和 Bob 可以在交换公钥之前使用数字签名对公钥进行签名。有两种方法可以实现此目的:
当多个参与方共享同一个链路的时候,联盟链各参与方想要在同一个链路上实现通性的隔离,使用ECDH
算法既可以实现TCP链接的复用,避免频繁建立大量链接,又可以保证同一链接间的通信隔离。
各参与方的身份在加入网络前已经有MSP(Membership Service Provider)来颁发验证过,这样就可以规避ECDH
协议的缺陷。
本文作者是深入浅出区块链共建者清源,欢迎关注清源的博客,不定期分享一些区块链底层技术文章。
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