Diffie-Hellman
在公开信道上利用离散对数困难性协商共享密钥,让双方无需预先见面即可建立安全通信。
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01定义
Diffie-Hellman 让双方在公开信道上协商出共享密钥:各自公布 、,共享秘密 只有双方能算出——离散对数困难性保护了交换。它是密钥协商的原型,ECDH 与 TLS 握手的数学核心。
02核心要点
01
离散对数假设
由 求 (DLP)在素数阶群中无经典多项式算法;指数运算(平方-乘) 快,对数逆向极慢——单向性再次成为安全根基。
02
中间人攻击与认证
裸 DH 不防中间人篡改公钥:实际协议用签名认证 DH 公钥(TLS)或转用 ECDH + 证书。前向安全要求临时密钥(DHE/ECDHE):私钥泄露不溯及既往。
03
从群到曲线
DH 可运行于任何循环群:素数域乘法群(经典)、椭圆曲线群(ECDH,密钥短)、配对友好曲线(身份基加密)——「Diffie-Hellman 问题」是一族假设的统称。
03关键公式
04历史沿革
Diffie 与 Hellman 1976 年《密码学的新方向》提出公钥思想与 DH 交换(1976 图灵奖级贡献);英国 GCHQ 的 Ellis、Cocks、Williamson 更早内部发现但长期保密。
05应用与延伸
TLS 握手(ECDHE 前向安全)、Signal 协议的 X3DH、IPsec 安全关联建立、区块链钱包的密钥派生。
06交互演示
Diffie–Hellman 密钥交换公共 (p, g);私钥保密,公开值交换后双方得到相同共享密钥