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。
) v# X& i* n, L, `5 i' ]2 y; WElGamal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
4 ^) ~* K9 w6 T E1 o- S
: g# t$ \% _% H) U! D) ya = g^k ( mod p )
" Z, V1 B4 ]4 ]# l* h# D/ Y再用扩展 Euclidean 算法对下面方程求解b：

M = xa + kb ( mod p - 1 )
7 m1 S& Z4 y! u( y; c, l
签名就是( a, b )。随机数k须丢弃。
: v* H$ \) J! K0 n1 C# m9 W) Z5 o验证时要验证下式：

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

同时一定要检验是否满足1<= a < p。否则签名容易伪造。
0 Q, A# J k6 h" RElGamal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

7 V2 Q @* J g+ D) h3 Pa = g^k ( mod p )
b = y^k M ( mod p )


( a, b )为密文，是明文的两倍长。解密时计算

M = b / a^x ( mod p )

　　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。
1 @! i) I6 O( E4 z
0 j/ V9 h& h1 ^. @* w　　美国的DSS(Digital Signature Standard)的DSA(Digital Signature Algorithm)算法是经ElGamal算法演
; w- J2 i W9 O; y4 Y变而来。