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  • 对称加密

    2016-05-12 08:53:20
    对称加密是计算机加密领域最古老也是最经典的加密标准。虽然对称加密被认为不再是安全的加密方式,但是直到现在,我们还看不到它被淘汰的迹象。在很多非网络化的加密环境中,对称加密足以满足人们的需要。对称加密...

    对称加密是计算机加密领域最古老也是最经典的加密标准。虽然对称加密被认为不再是安全的加密方式,但是直到现在,我们还看不到它被淘汰的迹象。在很多非网络化的加密环境中,对称加密足以满足人们的需要。

    对称加密采用单密钥加密方式,不论是加密还是解密都是用同一个密钥,即“一把钥匙开一把锁”。对称加密的好处在于操作简单、管理方便、速度快。它的缺点在于密钥在网络传输中容易被窃听,每个密钥只能应用一次,对密钥管理造成了困难。对称加密的实现形式和加密算法的公开性使它依赖于密钥的安全性,而不是算法的安全性。

    一个对称加密系统由五个部分组成,可以表述为

    S={M,C,K,E,D}

    各字母的含义如下:

    M:明文空间,所有明文的集合。

    C:密文空间,全体密文的集合。

    K:密钥空间,全体密钥的集合。

    E:加密算法。

    D:解密算法。

    1.对称加密原理
    对称加密和解密一般会遵循如图1-1所示的流程。
    这里写图片描述
    图1-1 对称加密解密流程

    现在对图6-1做简要的分析,数据的发送方现在想要把数据安全地发送给接收方,但是没有办法阻止攻击者在发送方和接收方之间监听网络,只能采用加密数据的方式。首先,发送方对使用加密算法E利用密钥K对要发送的明文M加密,得到密文C,这个过程可以简单的表示为:

    这里写图片描述

    发送方将密文C通过网络传输给接收方。在传输过程中,如果攻击者截获了发送的信息,看到的只是密文,不采取破解手段是无法获得明文内容的。接收方在接收了发送方发来的密文之后,也同样没有办法获取明文,发送方必须通过特殊的途径将密钥发送给接收方。接收方利用密钥K使用解密算法获取明文,这个过程可表示为:

    这里写图片描述

    从这个流程中可以体会到,密钥K的传递成为了最关键的一步,如果攻击者获取了K,那么就会轻而易举地破解密文,因为加密算法是公开的。

    2.对称加密算法
    DES加密算法
    对称加密算法中最经典的算法莫过于DES加密算法。DES加密采用的是分组加密的方法,使用56位密钥加密64位明文,最后产生64位密文。DES算法的基本流程如图6-2所示。
    这里写图片描述
    图6-3 加密与密钥生成

    如图6-3所示,在16轮循环的每一轮中,密匙位移位,然后再从密匙的64位中选出48位。通过一个扩展置换将数据的右半部分扩展成48位,并通过一个异或操作替代成新的32位数据,在将其置换一次。这四步运算构成了图6-2中的函数f。然后,通过另一个异或运算,函数f的输出与左半部分结合,其结果成为新的右半部分,原来的右半部分成为新的左半部分。该操作重复16次。

    DES算法的解密过程和加密过程几乎完全相同,只是使用密钥的顺序相反。

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  • 对称加密对称加密不可逆加密算法 根据密钥类型不同可以将现代密码技术分为两类:对称加密算法(私钥密码体系)和非对称加密算法(公钥密码体系)。 1对称加密算法 原理 对称加密算法中,数据加密和解密采用的都是...

    对称加密 非对称加密 不可逆加密算法

    根据密钥类型不同可以将现代密码技术分为两类:对称加密算法(私钥密码体系)和非对称加密算法(公钥密码体系)。

    1 对称加密算法

    原理

    对称加密算法中,数据加密和解密采用的都是同一个密钥,因而其安全性依赖于所持有密钥的安全性。

    优点

    加密和解密速度快,加密强度高,且算法公开.

    缺点

    实现密钥的秘密分发困难,在大量用户的情况下密钥管理复杂,而且无法完成身份认证等功能,不便于应用在网络开放的环境中。

    特点

    算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。

    著名算法

    目前最著名的对称加密算法有数据加密标准DES,但传统的DES由于只有56位的密钥,因此已经不适应当今分布式开放网络对数据加密安全性的要求。欧洲数据加密标准IDEA等,目前加密强度最高的对称加密算法是高级加密标准AES,AES提供128位密钥,128位AES的加密强度是56位DES加密强度的1021倍还多。。

    过程

    对称加密算法过程是将数据发信方将明文(原始数据)和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后,使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后,若想解读原文,则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密,才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中,使用的密钥只有一个,发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密,这就要求解密方事先必须知道加密密钥。

    不足之处是,交易双方都使用同样钥匙,安全性得不到保证。假设两个用户需要使用对称加密方法加密然后交换数据,则用户最少需要2个密钥并交换使用,如果企业内用户有n个,则整个企业共需要n×(n-1) 个密钥。

     

    2 非对称加密算法

    原理

    非对称加密算法使用两把完全不同但又是完全匹配的一对钥匙(即一把公开密钥或加密密钥和专用密钥或解密密钥)—公钥和私钥。在使用不对称加密算法加密文件时,只有使用匹配的一对公钥和私钥,才能完成对明文的加密和解密过程。加密明文时采用公钥加密,解密密文时使用私钥才能完成,而且发信方(加密者)知道收信方的公钥,只有收信方(解密者)才是唯一知道自己私钥的人。非对称加密算法的基本原理是,如果发信方想发送只有收信方才能解读的加密信息,发信方必须首先知道收信方的公钥,然后利用收信方的公钥来加密原文;收信方收到加密密文后,使用自己的私钥才能解密密文。

    优点

    非对称加密算法的保密性比较好,它消除了最终用户交换密钥的需要。

    加密和解密花费时间长、速度慢,它不适合于对文件加密而只适用于对少量数据进行加密。

     

    著名算法

     

    广泛应用的非对称加密算法有RSA算法和美国国家标准局提出的DSA。

     

    3 不可逆加密算法

    原理

         不可逆加密算法的特征是加密过程中不需要使用密钥,输入明文后由系统直接经过加密算法处理成密文,这种加密后的数据是无法被解密的,只有重新输入明文,并再次经过同样不可逆的加密算法处理,得到相同的加密密文并被系统重新识别后,才能真正解密。显然,在这类加密过程中,加密是自己,解密还得是自己,而所谓解密,实际上就是重新加一次密,所应用的“密码”也就是输入的明文。

    优点

    不可逆加密算法不存在密钥保管和分发问题,非常适合在分布式网络系统上使用。

    因加密计算复杂,工作量相当繁重,通常只在数据量有限的情形下使用,如广泛应用在计算机系统中的口令加密,利用的就是不可逆加密算法。近年来,随着计算机系统性能的不断提高,不可逆加密的应用领域正在逐渐增大。

    著名算法

    在计算机网络中应用较多不可逆加密算法的有RSA公司发明的MD5算法和由美国国家标准局建议的不可逆加密标准SHS(Secure Hash Standard:安全杂乱信息标准)等。

     

    注:

    对称加密算法、非对称加密算法和不可逆加密算法可以分别应用于数据加密、身份认证和数据安全传输。

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  • 对称加密和非对称加密的区别

    万次阅读 多人点赞 2018-08-13 17:53:37
    对称加密:与对称加密算法不同,非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(publickey)和私有密钥(privatekey)。 对称加密算法: 密钥较短,破译困难,除了数据加密标准(DES),另一个对称密钥加密系统是国际数据...

    简介:

    • 对称加密: 加密和解密的秘钥使用的是同一个.
    • 非对称加密: 与对称加密算法不同,非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(publickey)和私有密钥(privatekey)。

    对称加密算法: 密钥较短,破译困难,除了数据加密标准(DES),另一个对称密钥加密系统是国际数据加密算法(IDEA),它比DES的加密性好,且对计算机性能要求也没有那么高.

    优点:

        算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高

    缺点:

        在数据传送前,发送方和接收方必须商定好秘钥,然后 使双方都能保存好秘钥。其次如果一方的秘钥被泄露,那么加密信息也就不安全了。另外,每对用户每次使用对称加密算法时,都需要使用其他人不知道的唯一秘钥,这会使得收、发双方所拥有的钥匙数量巨大,密钥管理成为双方的负担。

    常见的对称加密算法有: DES、3DES、Blowfish、IDEA、RC4、RC5、RC6 和 AES 

    非对称加密算法: 公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种算法叫作非对称加密算法。

    非对称加密算法实现机密信息交换的基本过程是:甲方生成一对密钥并将其中的一把作为公用密钥向其它方公开;得到该公用密钥的乙方使用该密钥对机密信息进行加密后再发送给甲方;甲方再用自己保存的另一把专用密钥对加密后的信息进行解密。甲方只能用其专用密钥解密由其公用密钥加密后的任何信息。

    优点:

        安全

    缺点:

        速度较慢

    常见的非对称加密算法有: RSA、ECC(移动设备用)、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA(数字签名用)

    Hash算法(摘要算法)

    Hash算法特别的地方在于它是一种单向算法,用户可以通过hash算法对目标信息生成一段特定长度的唯一hash值,却不能通过这个hash值重新获得目标信息。因此Hash算法常用在不可还原的密码存储、信息完整性校验等。

    常见的摘要算法有: MD2、MD4、MD5、HAVAL、SHA

     

    非常感谢 qq_42281306 https://me.csdn.net/qq_42281306 朋友的指出

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  • 对称加密和非对称加密

    千次阅读 2019-06-15 20:36:31
    对称加密 什么是对称加密对称加密就是指,加密和解密使用同一个密钥的加密方式。 对称加密的工作过程 发送方使用密钥将明文数据加密成密文,然后发送出去,接收方收到密文后,使用同一个密钥将密文解密成明文...

    对称加密

    • 什么是对称加密?
      对称加密就是指,加密和解密使用同一个密钥的加密方式。
    • 对称加密的工作过程
      发送方使用密钥将明文数据加密成密文,然后发送出去,接收方收到密文后,使用同一个密钥将密文解密成明文读取。
    • 对称加密的优点
      加密计算量小、速度块,适合对大量数据进行加密的场景。

    常见的对称加密算法有DES、3DES、Blowfish、IDEA、RC4、RC5、RC6和AES。

    对称加密的两大不足

    • 密钥传输问题:如上所说,由于对称加密的加密和解密使用的是同一个密钥,所以对称加密的安全性就不仅仅取决于加密算法本身的强度,更取决于密钥是否被安全的保管,因此加密者如何把密钥安全的传递到解密者手里,就成了对称加密面临的关键问题。(比如,我们客户端肯定不能直接存储对称加密的密钥,因为被反编译之后,密钥就泄露了,数据安全性就得不到保障,所以实际中我们一般都是客户端向服务端请求对称加密的密钥,而且密钥还得用非对称加密加密后再传输。)
    • 密钥管理问题:再者随着密钥数量的增多,密钥的管理问题会逐渐显现出来。比如我们在加密用户的信息时,不可能所有用户都用同一个密钥加密解密吧,这样的话,一旦密钥泄漏,就相当于泄露了所有用户的信息,因此需要为每一个用户单独的生成一个密钥并且管理,这样密钥管理的代价也会非常大。
    AES加密

    AES加密算法就是众多对称加密算法中的一种,它的英文全称是Advanced Encryption Standard,翻译过来是高级加密标准,它是用来替代之前的DES加密算法的。
    AES为分组密码,分组密码也就是把明文分成一组一组的,每组长度相等,每次加密一组数据,直到加密完整个明文。在AES标准规范中,分组长度只能是128位,也就是说,每个分组为16个字节(每个字节8位)。密钥的长度可以使用128位、192位或256位。密钥的长度不同,推荐加密轮数也不同。如AES-128,也就是密钥的长度为128位,加密轮数为10轮。
    在这里插入图片描述
    关于AES加密,详细可参考博客:
    https://blog.csdn.net/gulang03/article/details/81175854

    非对称加密

    与对称加密算法不同,非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(public key)和私有密钥(private key)。

    公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种算法叫作非对称加密算法。

    非对称密钥加密的使用过程:

    • A要向B发送信息,A和B都要产生一对用于加密和解密的公钥和私钥。
    • A的私钥保密,A的公钥告诉B;B的私钥保密,B的公钥告诉A。
    • A要给B发送信息时,A用B的公钥加密信息,因为A知道B的公钥。
    • A将这个消息发给B(已经用B的公钥加密消息)。
    • B收到这个消息后,B用自己的私钥解密A的消息,其他所有收到这个报文的人都无法解密,因为只有B才有B的私钥。
    • 反过来,B向A发送消息也是一样。

    常见的非对称加密算法有:RSA、ECC(移动设备用)、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA(数字签名用)。

    总结

    从上面大家应该可以看出对称加密和非对称加密的区别,下面稍微进行一下总结:

    (1) 对称加密加密与解密使用的是同样的密钥,所以速度快,但由于需要将密钥在网络传输,所以安全性不高。
    (2) 非对称加密使用了一对密钥,公钥与私钥,所以安全性高,但加密与解密速度慢。
    (3) 解决的办法是将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密,然后发送出去,接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥,然后双方可以使用对称加密来进行沟通。

    参考:
    1.https://www.jianshu.com/p/3840b344b27c?utm_campaign=maleskine&utm_content=note&utm_medium=seo_notes&utm_source=recommendation
    2.https://blog.csdn.net/u013320868/article/details/54090295

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