ElGamal加密算法

乐乐天

ElGamal算法既能用于数据加密也能用于数字签名，其安全性依赖于计算有限域上离散对数这一难题。
密钥对产生办法。首先选择一个素数p，两个随机数, g 和x，g, x < p, 计算 y = g^x ( mod p )，则其公钥为 y, g 和p。私钥是x。g和p可由一组用户共享。
- z8 Z. P' f3 Z+ RElGamal用于数字签名。被签信息为M，首先选择一个随机数k, k与 p - 1互质，计算
( F! o5 z7 q) K' ~& v
a = g^k ( mod p )
; L7 i9 w) I+ }& a6 @再用扩展 Euclidean 算法对下面方程求解b：
* q9 e9 p; T+ @5 p* l$ H
# P( C/ Z% {3 m8 x' o, R) U% o3 |6 tM = xa + kb ( mod p - 1 )
% p1 \) I# Q% e0 n- ~8 b% [
签名就是( a, b )。随机数k须丢弃。
验证时要验证下式：
/ h, N: p, F/ {
y^a * a^b ( mod p ) = g^M ( mod p )

* f, T U1 L T6 B同时一定要检验是否满足1<= a < p。否则签名容易伪造。
ElGamal用于加密。被加密信息为M，首先选择一个随机数k，k与 p - 1互质，计算

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


4 x% Y) C# s Q8 _6 D( a, b )为密文，是明文的两倍长。解密时计算

M = b / a^x ( mod p )

7 [# z$ O" G( O% X　　ElGamal签名的安全性依赖于乘法群(IFp)* 上的离散对数计算。素数p必须足够大，且p-1至少包含一个大素数
因子以抵抗Pohlig & Hellman算法的攻击。M一般都应采用信息的HASH值(如SHA算法)。ElGamal的安全性主要依赖于p和g，若选取不当则签名容易伪造，应保证g对于p-1的大素数因子不可约。D.Bleichenbache“GeneratingElGamal Signatures Without Knowing the Secret Key”中提到了一些攻击方法和对策。ElGamal的一个不足之处是它的密文成倍扩张。
' G9 b/ e( U- m% i# o# ?- h8 T
　　美国的DSS(Digital Signature Standard)的DSA(Digital Signature Algorithm)算法是经ElGamal算法演
变而来。