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  • 对称加密算法中,数据发送方利用加密密钥、通过指定的加密算法将明文(原始数据)加密处理后,使明文加密为密文,然后发送出去。数据接收方在收到密文后,需要使用加密时使用的密钥、以及加密算法的逆算法对该密文...

    本文主要介绍对称加密算法(symmetric encryption algorithm)和非对称加密算法(asymmetric cryptographic algorithm)的相关知识。

    1 对称加密算法

    1.1 概述

    对称加密算法是应用较早的加密算法,技术成熟。

    在对称加密算法中,数据发送方利用加密密钥、通过指定的加密算法将明文(原始数据)加密处理后,使明文加密为密文,然后发送出去。数据接收方在收到密文后,需要使用加密时使用的密钥、以及加密算法的逆算法对该密文进行解密,才能对应的明文。

    在对称加密算法中,消息发送方和接收方都使用同一个密钥对数据进行加密和解密,所以,使用对称加密时,要求解密方必须事先知道消息的加密密钥。

    1.2 示例及隐患

    对称加密的一方(比如小红)用密钥 K 给文本 M 加密,另一方(比如小明)用同一个密钥 K 解密。

    在此过程中,加解密的模型如下:

    小红:C = E(M, K)

    小明:M = D(C, K)

    根据对称加密原理,通信一方(如小明)必须要事先知道密钥 K,才能够对通信另一方(如小红)发送过来的消息进行解密,双方的加解密过程,如下图所示:

    不过,上图中存在这样一个问题:当一方(如小红)生成了密钥 K 之后,把 K 分享给另一方(小明)的过程中,有可能被人窃听到了密钥 K ,那么此时这个窃听者就可以假扮双方中的任何一方与另一方进行通信。这叫中间人攻击 mim(Man-in-the-middle_attack)。此过程如下图所示:

    2 非对称加密算法

    2.1 概述

    非对称加密算法需要两个密钥(密钥对),即公钥(public key)和私钥(private key)。公钥和私钥是成对出现的,如果用公钥对数据进行加密,只有用对应的私钥才能解密;如果用私钥对数据进行加密,那么只有用对应的公钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种加密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钥向其它方公开,得到该公钥的乙方使用该密钥(公钥)对机密信息进行加密后发送给甲方;甲方接收加密信息后,用自己保存的另一把专用密钥(私钥)对加密信息进行解密。

    说明:非对称加密算法的一般应用场景是“公钥加密、私钥解密”。

    2.2 示例及隐患

    现有用于非对称加密的密钥对:K1 和 K2。小红用其中一个密钥加密文本,小明可以用另一个密钥解密文本。比如,小红用 K1 加密,小明用 K2 解密。

    上述加解密过程的模型如下:

    小红:C = E(M, K1)

    小明:M = D(C, K2)

    根据上述模型,双方中的一方(比如小红)可以生成 K1 和 K2,然后把其中一个密钥(比如 K1)私藏,称为私钥;另一个密钥(比如 K2)公开,称为公钥。当另一方(比如小明)得到小红公开的公钥之后,双方就可以通信了。双方的加解密过程,如下图所示:

    不过,上图中依然存在一个问题:中间人 mim 还是可能截获小红公开的公钥 K2,然后自己弄一对密钥(K1, K2),然后欺骗小明说 K2 是小红的公钥,这样中间人 mim 每次都可以用截获的 K2 解密小红发给小明的文本(然后窃取甚至篡改文本),再用自己制造的 K1 加密了发给小明,小明收到消息后,用中间人 mim 制造的 K2 解密文本。此过程如下图所示:

    为了避免上述问题的出现,帮助小明确定得到的公钥确实是小红公开的公钥 K2(而不是中间人 mim 伪造的 K2),数字签名(digital signature)技术应运而生。

    关于数字签名技术的相关知识,请点击此处

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  • 对称加密算法和非对称加密算法

    千次阅读 2019-03-17 15:59:04
    有一种加密算法叫做对称加密对称加密是以前比较常见的一种加密方式。所谓对称加密的意思是说假如有一个人A,他想把一个信号m传递给B,他不能直接将这个信息传递给B,否则会有人可能会窃听。于是通过一些算法,...

            比如说我们去银行存钱取钱,用到密码,密码是基于数学的,我们来讨论下关于密码学的问题:
            有一种加密算法叫做对称加密,对称加密是以前比较常见的一种加密方式。所谓对称加密的意思是说假如有一个人A,他想把一个信号m传递给B,他不能直接将这个信息传递给B,否则会有人可能会窃听。于是通过一些算法,比如通过加一个数字e变成了一个新的数字C,他把C传递给B,B接收到C之后再减去那个e就会得到原来的数字m。


           比如想要传递2  e=1 2+1=3    B接收到3之后3-1=2    ,于是我们就知道m了
    在这个过程中,我们将

    • m称为明文,就是我们希望表达的含义
    • C我们称之为密文,就是我们可以公开传递的一个信息
    • e就是密钥,密钥是要保密的,我们不可以告诉其他人

            算法其实可以比较复杂,不一定是加一个数字,他可能是m乘以e得到一个数字得到C,我们得到C之后可以除以e。也可以是m的e次方,得到一个数字,我们再开e次根号就可以了。算法可以非常复杂,但是再复杂也存在被窃听的可能,因为可以穷举,比如他一次又一次的尝试以前的算法,他还可以通过数字的频率,比如在英文的26个字母中,在一段话中出现的频率不一样,他只要截取到足够多的密文,一次又一次的尝试,他就可以把你的密钥给试出来,所以密钥是不保险的。

            于是人们就想能不能我们发一段文字之后就换一个密钥。再发一段文字,我再换一个密钥,这样别人就不知道我说的是什么了。但是问题是密钥的分发又成为了一个问题,你怎么才可以把这个e安全的传给B,你派一个人去传这样 的效率很低,你打电话给B,B有可能会被监听。所以密钥分发是一件非常麻烦的事情,那么现在的量子保密通信就可以实现密钥分发的保密性。

            那么除了这种对称加密以外,现在比较流行的一种算法叫做非对称加密。A想把一个信息m传递给B。首先B先干这么一件事情。B生成两个有相互关系的数字,这两个有相关性的数字,一个叫做e,一个叫做d。那么这个e就叫做公钥,公共的钥匙,而这个d就叫做私钥,私人的钥匙。然后B先把这个e公钥传递给A,可以通过公开的方式传递,这样的话我不怕你窃听。我告诉你公钥是什么,然后这个A通过这种公钥e的某一个算法得到一个密文C。然后再通过公开的方式将这个密文传递给B,那么这个不对称性就体现在这个地方了。通过密文求解原文的过程,不是减去e,而是要减去d,通过减去一个d我们就可以得到明文m。也就是说,这个d和e是有一定的关系的,我经过加密的时候,我是用的e对数字进行加密,我解密的时候呢,需要用到d数字进行解密
            我传递公钥的过程的我不怕你窃听。因为就算是你窃听了,你也不会知道这个密钥是什么。所以你窃听了我的公钥和密文之后,你依然无法得到明文,这个就是非对称加密的方式。

            那么非对称加密是基于什么样的一个数学原理呢?我们接下来的时间会来介绍一种典型的非对称加密方式,叫做RSA加密算法。敬请期待!

            撒花✿✿ヽ(°▽°)ノ✿!!!

     

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    对称加密算法是应用较早的加密算法,技术成熟。在对称加密算法中,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。
    对称加密算法的特点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。不足之处是,交易双方都使用同样钥匙,安全性得不到保证。此外,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惟一钥匙,这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量成几何级数增长,密钥管理成为用户的负担。对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难,主要是因为密钥管理困难,使用成本较高。在计算机专网系统中广泛使用的对称加密算法有DES、IDEA和AES。

    不对称加密算法
    不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—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。不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。显然,采用不对称加密算法,收发信双方在通信之前,收信方必须将自己早已随机生成的公钥送给发信方,而自己保留私钥。由于不对称算法拥有两个密钥,因而特别适用于分布式系统中的数据加密。广泛应用的不对称加密算法有RSA算法和美国国家标准局提出的DSA。以不对称加密算法为基础的加密技术应用非常广泛。
    来自:http://blog.712100.com/23611/viewspace-16217
    个人理解与总结:
    1、基于DES加密算法理解对称加密算法
    从DES加密算法可以体会到:对称加密算法在对数据进行加密和解密的过程中,都是使用了数据接收方的密钥(公钥和私钥),具体做法就是,数据发送方使用接受方的公钥加密数据,而数据接收方使用自己的私钥机密数据,其实围绕的就是数据接收方的密钥。
    2、基于RSA加密算法理解非对称加密算法
    通过上面对非对称加密算法的叙述,我感觉理解不是很深刻。总体的感觉就是:
    (1) 基于RSA加密算法比较麻烦,因为RSA加密算法是基于一个大数n的,需要计算出一个密钥对(公钥和私钥),但是这里公钥和私钥还是一对数,即公钥为(e,n),私钥为(e,d).
    (2) 在数据发送方与接受发执行数据传输之前,保证了双方公钥的分发管理,加强了公钥的安全性(比之于在对称加密算法中:公钥就是完全公开的),这个特点确实加强了加密数据的发送方的身份真实性。
    还有待于继续深入理解。
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    对称加密算法和非对称加密算法的区别

    1.对称加密算法加密和解密使用的密钥的是相同的,也就是只有一个密钥,而非对称加密算法有两个密钥,也就是加密和解密所使用的密钥是不同的

    2.各自算法不同

    3.对称加密算法加密速度快(相对的),非对称算法,密钥成对生成,公钥对外发布,但是对大数据的加解密速度比对称算法慢。

    4.还有就是安全性不同,对称加密算法,在传输的过程中被窃听那就玩完了,而非对称加密算法就可以很好的避免这个问题

    5.数字签名,对称加密不可以用于数字签名和数字鉴别,非对称加密可以用于数字签名和数字鉴别。

    对称加密算法与非对称加密算法的相同点

    废话一句:都是加密算法

    咳咳…

    1.都是可逆的

    2.然后…

    然后…

    emm

    暂时没有想到

    对称加密算法和非对称加密算法的优缺点

    对称加密算法:速度快但是安全性不可保证、安全性取决于密钥的长度、对称加密算法是可逆的、占用的资源空间较少、源认证存在问题

    非对称加密算法:安全性高但是速度慢、非对称加密算法压缩可逆、占用运算空间资源较多、源认证存在问题

    常见的算法

    对称加密算法:DES、3DES、TDEA、Blowfish、RC2、RC4、RC5、IDEA、SKIPJACK、AES等等

    非对称加密算法:RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC等等

    ps:

    ECC:椭圆曲线加密算法

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空空如也

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对称加密算法中的对称是指