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  • 什么是对称加密

    万次阅读 2019-05-15 18:37:29
    对称加密,也叫私钥加密,是指加密和解密使用相同密钥的加密算法。有时也叫作传统密码算法,就是加密秘钥能够从解密密钥中推算出来,同时解密密钥也可以从加密密钥中推算出来。但是,在大多数的对称算法中,加密密钥...

    对称加密,也叫私钥加密,是指加密和解密使用相同密钥的加密算法。有时也叫作传统密码算法,就是加密秘钥能够从解密密钥中推算出来,同时解密密钥也可以从加密密钥中推算出来。但是,在大多数的对称算法中,加密密钥和解密密钥是相同的,所以也称这种加密算法为秘密密钥算法或者单密密钥算法。常见的对称加密有DES(Date Encryption Standard)、AES(Advanced Encryption Standard)、RC4、IDEA。 

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  • 什么是对称加密对称加密简介)

    千次阅读 2020-12-04 14:56:00
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    1. 什么是对称加密

    对称加密:也称为对称密码,是指在加密和解密时使用同一密钥得加密方式
    对称加密

    2. 编码

    现代的密码都是建立在计算机的基础之上的,这是因为现代的密码所处理的数据量非常大,而且密码算法也非常复杂,不借助计算机的力量就无法完成加密和解密的操作。

    计算机的操作对象并不是文字,而是由0和1排列而成的比特序列。无论是文字、图像、声音、视频还是程序,在计算机中都是用比特序列来表示的。执行加密操作的程序,就是将表示明文的比特序列转换为表示密文的比特序列。

    将现实世界中的东西映射为比特序列的操作称为编码。 例如Atlan这个词,我们可以对每个字母逐一编码,这种编码规则成为ASCII。
    Atlan单词ASCII编码
    注意这里的A --> 0100 0001这一转换并不是加密而是编码。尽管在人类看来0和1的序列跟密码没什么两样,但计算机却可以“看懂"这些比特序列,并很快地反应出其所对应的字符 Atlan

    3. 加密算法

    3.1 DES

    3.1.1 什么是DES

    **DES(Data Encryption Standard)**是1977年美国联邦信息处理标准(FIPS)中所采用的一种对称密码(FIPS46.3)。DES一直以来被美国以及其他国家的政府和银行等广泛使用。然而,随着计算机的进步,现在DES已经能够被暴力破解,强度大不如前了。

    RSA公司举办过破泽DES密钥的比赛(DESChallenge),我们可以看一看RSA公司官方公布的比赛结果:

    • 1997年的DES Challenge1中用了96天破译密钥
    • 1998年的DES ChallengeIl-I中用了41天破译密钥
    • 1998年的DES ChallengeII-2中用了56小时破译密钥
    • 1999年的DES ChallengeIll中只用了22小时15分钟破译密钥

    由于DES的密文可以在短时间内被破译,因此除了用它来解密以前的密文以外,现在我们不应该再使用DES了。

    3.1.2 加密和解密

    DES是一种将64比特的明文加密成64比特的密文的对称密码算法,它的密钥长度是56比特。尽管从规格上来说,DES的密钥长度是64比特,但由于每隔7比特会设置一个用于错误检查的比特,因此实质上其密钥长度是56比特

    DES是以64比特的明文(比特序列)为一个单位来进行加密的这个64比特的单位称为分组。一般来说,以分组为单位进行处理的密码算法称为分组密码(blockcipher) 1,DES就是分组密码的一种。

    DES每次只能加密64比特的数据,如果要加密的明文比较长,就需要对DES加密进行迭代(反复),而迭代的具体方式就称为模式(mode)。
    DES加解密示例

    4. 3DES

    4.3.1 什么是3DES

    现在DES已经可以在现实的时间内被暴力破解,因此我们需要一种用来替代DES的分组密码,三重DES就是出于这个目的被开发出来的。

    三重DES(triple-DES)是为了增加DES的强度,将DES重复3次所得到的一种密码算法,通常缩写为3DES

    4.3.2 3DES加密解密

    加密流程
    3DES加密流程
    解密流程
    在这里插入图片描述

    明文经过三次DES处理才能变成最后的密文,由于DES密钥的长度实质上是56比特,因此三重DES的密钥长度就是56×3=168比特, 加上用于错误检测的标志位8x3, 共192bit

    从上图我们可以发现,三重DES并不是进行三次DES加密(加密–>加密–>加密),而是加密–>解密–>加密的过程。在加密算法中加人解密操作让人感觉很不可思议,实际上这个方法是IBM公司设计出来的,目的是为了让三重DES能够兼容普通的DES。

    当三重DES中所有的密钥都相同时,三重DES也就等同于普通的DES了。这是因为在前两步加密–>解密之后,得到的就是最初的明文。因此,以前用DES加密的密文,就可以通过这种方式用三重DES来进行解密。也就是说,三重DES对DES具备向下兼容性。

    如果密钥1和密钥3使用相同的密钥,而密钥2使用不同的密钥(也就是只使用两个DES密钥),这种三重DES就称为DES-EDE2。EDE表示的是加密(Encryption) -->解密(Decryption)–>加密(Encryption)这个流程。

    密钥1、密钥2、密钥3全部使用不同的比特序列的三重DES称为DES-EDE3。

    尽管三重DES目前还被银行等机构使用,但其处理速度不高,而且在安全性方面也逐渐显现出了一些问题。

    5. AES

    5.1 什么是AES

    AES(Advanced Encryption Standard)是取代其前任标准(DES)而成为新标准的一种对称密码算法。全世界的企业和密码学家提交了多个对称密码算法作为AES的候选,最终在2000年从这些候选算法中选出了一种名为 Rijndael 的对称密码算法,并将其确定为了AES。

    Rijndael是由比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen设汁的分组密码算法,今后会有越来越多的密码软件支持这种算法。

    Rijndael的分组长度为128比特,密钥长度可以以32比特为单位在128比特到256比特的范围内进行选择(不过 在AES的规格中,密钥长度只有128、192和256比特三种)。

    5.2 AES加密解密

    和DES—样,AES算法也是由多个轮所构成的,下图展示了每一轮的大致计算步骤。DES使用Feistel网络作为其基本结构,而AES没有使用Feistel网络,而是使用了SPN Rijndael的输人分组为128比特,也就是16字节。首先,需要逐个字节地对16字节的输入数据进行SubBytes处理。所谓SubBytes,就是以每个字节的值(0~255中的任意值)为索引,从一张拥有256个值的替换表(S-Box)中查找出对应值的处理,也是说,将一个1字节的值替换成另一个1字节的值。

    SubBytes之后需要进行ShiftRows处理,即将SubBytes的输出以字节为单位进行打乱处理。从下图的线我们可以看出,这种打乱处理是有规律的。

    ShiftRows之后需要进行MixCo1umns处理,即对一个4字节的值进行比特运算,将其变为另外一个4字节值。

    最后,需要将MixColumns的输出与轮密钥进行XOR,即进行AddRoundKey处理。到这里,AES的一轮就结東了。实际上,在AES中需要重复进行10 ~ 14轮计算。

    通过上面的结构我们可以发现输入的所有比特在一轮中都会被加密。和每一轮都只加密一半输人的比特的Feistel网络相比,这种方式的优势在于加密所需要的轮数更少。此外,这种方式还有一个优势,即SubBytes,ShiftRows和MixColumns可以分别按字节、行和列为单位进行并行计算。
    AES加密

    下图展示了AES中一轮的解密过程。从图中我们可以看出,SubBytes、ShiftRows、MixColumns分别存在反向运算InvSubBytes、InvShiftRows、InvMixColumns,这是因为AES不像Feistel网络一样能够用同一种结构实现加密和解密。

    AES解密


    1. 分组密码文章链接: https://blog.csdn.net/AtlanSI/article/details/110642855 ↩︎

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  • 目前有两种主流的加密方式——对称加密和非对称加密 对称加密 最简单的加密算法 在实际的操作中我们会使用更简单直接的方式计算加密,比如交换和取补操作就是很不错的选择。 假设你要加密数字 1234,假设 x 的补是 ...

    前言: 在学(bei)习(ba)计(gu)网(wen)课时,我们经常会看到一句话,http协议和https协议的本质区别是,http协议中数据的传输是明文传输的,https则是加密传输
    现在,我们就详细探讨下加密传输中所用到的算法。

    目前有两种主流的加密方式——对称加密和非对称加密

    对称加密

    最简单的加密算法

    在实际的操作中我们会使用更简单直接的方式计算加密,比如交换和取补操作就是很不错的选择。
    假设你要加密数字 1234,假设 x 的补是 10-x,那么取补就是得到 9876。单单看这个操作太容易被破解,这个时候我们将操作复杂化。假设有 3 种取补操作:

    • 前两个数字取补,后两个不变得到:9834。记作 1 号方案;

    • 后两个数字取补,前两个不变,得到:1276。记作 2 号方案;

    • 全部取补,得到:9876,记作3 号方案。

    然后我们再增加两种换序操作,以 1234 为例:

    • 相邻数字交换,得到 2143, 记作4 号方案;

    • 数据对半交换,得到 3412,记作5 号方案。

    这样,我们可以设计一个加密过程是这样的,取补和换序操作交替进行,一共进行 4 次。那么如果是 1-4-2-5 就代表一种加密顺序,以 1234 为例:

    • 前两个数字取补,得到 9834;

    • 相邻数据交换,得到 8943;

    • 后两个数字取补,得到 8967;

    • 数据对半交换得到:6789。

    于是 1234 被加密成了 6789。解密的时候,需要知道加密的顺序 1-4-2-5。那么解密的时候就逆着上述操作即可:

    • 数据对半交换得到:8967;

    • 后两个数字取补:8943;

    • 相邻数据交换:9834;

    • 前两个数字取补:1234。

    在上面的过程中,对 5 种加密方案的定义、以及约定进行 4 次交替取补、换序操作,我们称为“加密算法”。1-4-2-5 ,描述的是在过程中的具体方案,是密钥

    对称加密

    在上面过程中,加密方用 1-4-2-5 加密,解密方用相同的密钥解密——解密方知道加密过程是 1425 就可以解密。像这样,双方加密解密都用相同密钥的算法,我们称为对称加密算法

    在实际的操作过程当中,因为都是针对二进制的操作,取补操作可以用异或操作来替代。另外,在其中的某些步骤还可以拿数据和密钥进行位计算,具体不同加密算法实现不同。

    数据加密标准(DES)

    数据加密标准(DES)算法在 1976 年被美国国家标准局定为使用标准,后来被广泛传播。目前已经被证明可以被暴力破解。所谓暴力破解,就是遍历所有可能的密钥解析数据的方法。举个例子,已知张三和李四传输的是中文,加密算法是 DES,那么拿出一小段数据进行暴力破解,尝试所有的密钥,如果能成功解析出中文词语(词语在词库中可以查到),那么说明破解成功。

    DES 采用的 56 位密钥,每次计算加密 64 位的数据。在实际的暴力破解过程中,比我上面描述的行为更加复杂。一个通用的暴力破解算法需要较大的算力,一些 DES 的破解算法需要 239-241 次操作。这个数量级的操作,目前还没有超出人类计算能力的极限,如果显卡好一点,或者机器多一些还是可以承受的。

    因此后续很多组织开始利用 3 次 DES 操作来增加破解成本,具体的做法是用 3 个 56 位的密钥组合成一个 168 位的密钥,对数据进行 3 次 DES 操作,这样做大大增加了暴力破解的成本。但是目前针对 3DES 仍然有一些攻击策略,需要 290 次计算和 288 位内存,虽然有一定概率被攻破,但是成本非常高。

    高级加密标准

    为了应对暴力破解等问题,很多团队选择对称加密算法时开始使用高级加密标准(AES),这个加密法用 128 位密钥,并设计了更难破解的算法。具体我不展开了,如果你在项目中需要使用对称加密,你可以用这个算法。

    对称加密的缺陷

    使用对称加密双方都知道密钥和算法,会造成很多问题。

    你可以先这样思考:如果你是一个网站提供服务给用户,你和用户之间如果使用对称加密,那么你需要为每个用户定时生成一个不同的密钥。这是因为,如果所有用户都用一个密钥,那么理论上一个用户就可以看到其他用户和网站之间的通信。有同学会问:以现在的技术给不同的客户端生成一个密钥难道有什么难度吗? 比如一个 UV 在 1000W 的网站,如果每天需要给每个用户生成一次密钥也就是 1000W 次计算,按照现在集群的能力,别说一天,每秒做到生成 1000W 个密钥又有什么难度呢?因此,我们还需要进一步思考对称加密的问题。

    进一步的思考:对称加密安全吗?如果客户端不慎遗失密钥,让黑客拿到后果是什么?后果是黑客可以轻易伪装成服务端和客户端进行通信。在对称加密中,加密解密用的一个密钥,加密是正向过程,解密是逆向过程。那么有没有更好的方案呢?

    非对称加密

    为了进一步提升安全系数,数学家还提出了非对称加密。在非对称加密中,加密和解密用的不是一个密钥。类比生活中的场景,如果一个礼物箱子,开锁和上锁用的是不同的钥匙会发生什么?只拥有上锁钥匙的人,可以把礼物放到箱子里,但是他只有一次机会,也就是一旦他将礼物上锁,即便反悔了也没法再打开箱子。而收礼物的人只能开箱子取走礼物。如果放礼物的人丢了钥匙,箱子也不会被中间人打开。这个例子类比网络传输的世界,可以防止数据被监听、盗用、篡改……

    当我们开发一个网站,我们的用户之间的通信用非对称加密。用户发送请求时,用户用一把钥匙加密数据,网站用另一把钥匙解密。在这个过程中,网站拥有的钥匙称为私钥,用户拥有的钥匙称为公钥。之所以这样称呼,是因为很多用户可以共用一把公钥,而只有网站才拥有私钥。

    在这里插入图片描述
    公钥发送的数据必须用私钥解密, 私钥发送的数据必须用公钥解密。网站发送数据加密用私钥,用户用公钥解密。用户发送数据用公钥,网站用私钥解密。而如果用户公钥不小心被盗,黑客也无法通过这把钥匙看其他用户的数据,因为黑客拿不到私钥。另外,当一个数据用公钥加密后,黑客也不可能查阅、篡改数据,因为黑客拿不到私钥。如果黑客要拿到私钥会怎么做呢?比如雇佣特工潜入物理机房、在该网站员工的机器上植入木马,买通公司内部员工购买等——世界上当然没有攻不破的秘密,只要花足够的代价。我们做信息安全,就是要尽量提升黑客的代价。

    密钥的创建

    在这里插入图片描述
    在非对称加密中,密钥通常由提供服务的一方创建。每次创建是一对公私钥对,然后提供者将公钥给用户,自己保留私钥。值得一提的是,我们在 Linux 环境可以用 openssl 创建公私钥对。

    下面这行语句就可以生成一个私钥文件:

    openssl genrsa -des3 -out privkey.pem 2048

    接下来我们可以基于私钥生成公钥:

    openssl rsa -in privkey.pem -inform pem -pubout -out pubkey.pem

    常见非对称加密算法

    目前最常见且广泛使用的非对称加密算法是 RSA 算法。RSA 依赖的是大整数的分解,以及一些和素数相关的算法。目前没有理论可以破译 RSA 算法。总体来说,RSA 密钥越长破解成本就越高,因此仍然被广泛使用。其他的非对称加密算法还有 DSS、EIGamal 等。

    常见的应用场景

    非对称加密算法目前广泛应用到各个领域,比如 HTTPS 协议的握手和交换密钥过程需要非对称加密算法;SSH 的通信需要非对称加密算法。另外,证书的生程,比如利用证书实现 git 账号的免密操作也是基于非对称加密算法。在线合同、数字货币的签名等都需要非对称加密算法。

    总结

    对称加密用同样的密钥,安全系数不够。非对称加密,用公钥 + 私钥的方式加强了安全系数。那么是不是我们所有的加密的应用都应该用非对称加密呢?通常情况,非对称加密需要更多的运算资源。因此很多协议使用非对称加密解决最核心的安全问题,再用对称加密解决其他问题。

    以 HTTPS 协议为例,客户端和服务器之间会先用非对称加密交换临时对称加密密钥,然后之后的通信会以对称加密执行,直到连接结束。也就是非对称加密仅仅存在于 HTTPS 连接建立后,用于交换密钥(对称加密密钥)的少数几次传输中。这样用非对称加密解决最核心的安全问题:交换对称加密密钥;然后利用对称加密进行数据的传输。

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  • 加密名词解释

    千次阅读 2018-11-07 16:21:41
    加密:通过加密算法和公钥对内容(或者说明文)进行加密,得到密文。加密过程需要用到公钥。 解密:通过解密算法和私钥对密文进行解密,得到明文。解密过程需要用到解密算法和私钥。注意,由公钥加密的内容,只能由...

    1、公钥密码体制(public-key cryptography)
    公钥密码体制分为三个部分,公钥、私钥、加密解密算法,它的加密解密过程如下:

    加密:通过加密算法和公钥对内容(或者说明文)进行加密,得到密文。加密过程需要用到公钥。
    解密:通过解密算法和私钥对密文进行解密,得到明文。解密过程需要用到解密算法和私钥。注意,由公钥加密的内容,只能由私钥进行解密,也就是说,由公钥加密的内容,如果不知道私钥,是无法解密的。
    公钥密码体制的公钥和算法都是公开的(这是为什么叫公钥密码体制的原因),私钥是保密的。大家都以使用公钥进行加密,但是只有私钥的持有者才能解密。在实际的使用中,有需要的人会生成一对公钥和私钥,把公钥发布出去给别人使用,自己保留私钥。

     

    2、对称加密算法(symmetric key algorithms)

    面向对象ESAM接口类21属性4对称密钥版本用于判断终端/电表的密钥状态是出厂测试密钥状态还是正式密钥状态,否则需要进行密钥更新操作。
    在对称加密算法中,加密使用的密钥和解密使用的密钥是相同的。也就是说,加密和解密都是使用的同一个密钥。因此对称加密算法要保证安全性的话,密钥要做好保密,只能让使用的人知道,不能对外公开。这个和上面的公钥密码体制有所不同,公钥密码体制中加密是用公钥,解密使用私钥,而对称加密算法中,加密和解密都是使用同一个密钥,不区分公钥和私钥。

    //密钥,一般就是一个字符串或数字,在加密或者解密时传递给加密/解密算法。前面在公钥密码体制中说到的公钥、私钥就是密钥,公钥是加密使用的密钥,私钥是解密使用的密钥。

     

    3、非对称加密算法(asymmetric key algorithms)
    在非对称加密算法中,加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的。前面所说的公钥密码体制就是一种非对称加密算法,他的公钥和是私钥是不能相同的,也就是说加密使用的密钥和解密使用的密钥不同,因此它是一个非对称加密算法。

    4、数字证书

    数字证书由专业机构发布,里面包括公钥,即客户要与你通信,必须获得数字证书,然后从证书里获取公钥,通过公钥加密数据与服务器通信。

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  • 对称加密,与对称加密的算法是有所不同的,非对称加密算法需要两个密钥,即公开密钥和私有密钥,非对称加密算法在加密和解密过程使用了不同的密钥,非对称密钥也称为公钥加密,在密钥对中,其中一个密钥是对外公开...
  • 什么是非对称加密

    2021-09-18 15:34:53
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  • 这样一类比似乎对区块链中的私钥、公钥、地址这些名词有了比较清晰的认识,但是其实在这些名词的背后的理论支撑是非对称加密技术,它是什么样的技术呢,今天大白就给大家科普一下。 01 对称加密是什么? 首先,在讲...
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    什么是非对称加密 对称加密算法在加密和解密时使用的是同一个秘钥;而非对称加密算法需要两个密钥来进行加密和解密,这两个秘钥是公开密钥(public key,简称公钥)和私有密钥(private key,简称私钥)  与对称...
  • 对称加密 对称加密指的就是加密和解密使用同一个秘钥,所以叫做对称加密对称加密只有一个秘钥,作为私钥。 具体算法有:DES,3DES,TDEA,Blowfish,RC5,IDEA。常见的有:DES,AES,3DES等等。 优点: 算法...
  • 对称加密 在重要的信息的传递过程中,人们总是希望信息不会被偷看、不会被篡改,伪造等。为了达到这个要求人们一直在不断努力着。 电报加密使用的密码本,就是初代网络安全所使用的加密方式,用法为:发信时将内容...
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    2020-12-13 23:27:58
    对称加密1. 非对称加密1.1 什么是非对称加密 1. 非对称加密 1.1 什么是非对称加密 “非对称加密也叫公钥密码:使用公钥加密,使用私钥解密” 在对称密码中,由于加密和解密的密钥是相同的,因此必须向接收者...
  • 对称加密算法(Symmetric-key algorithm)和非对称加密算法(asymmetric key encryption algorithm)只不过就是密码学(encryption)中的两种解密算法罢了,什么是算法,你就可以理解成为是一种规则吧,这种规则可以将信息...
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  • 什么是非对称加密(图文)

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    “非对称加密” 是相对 “对称加密” 而言的,简单来说,如果加密和解密使用的是同一个密钥,就是“对称加密”;如果加密和解密使用的是两个不同的密钥,就是“非对称加密”。 鲍勃有两把钥匙,一把是公钥,另...
  • 对称加密(详解)

    2020-08-28 15:42:32
    其中我们在交易验证那一部分讲解网络中的节点是如何验证这笔交易,但是有个知识点我没怎么说清楚,就是非对称加密,所以借此就说说非对称加密的一些知识点帮助大家更好的理解交易验证过程中使用到的加密算法。...
  • 本文追本溯源围绕这个模式谈一谈。...名词解释 首先解释一下上面的几个名词: https:在http(超文本传输协议)基础上提出的一种安全的http协议,因此可以称为安全的超文本传输协议。http协议直接放置在TCP协...
  • 什么是对称加密技术?

    千次阅读 2007-03-20 15:49:00
    对称加密采用了对称密码编码技术,它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥,即加密密钥也可以用作解密密钥,这种方法在密码学中叫做对称加密算法, 对称加密算法使用起来简单快捷,密钥较短,且破译困难,除了数据...
  • 对称加密 简介: 对称加密算法又称传统加密算法。 加密和解密使用同一个密钥。 加密解密过程:明文->密钥加密->密文,密文->密钥解密->明文。 示例: 密钥:X 加密算法:每个字符+X 明文:Hello 密钥为 ...
  • 1. 名词解释 1.1. 对称加密 加密和解密使用统一密钥,AES、DES、3DES等 优点:简单快捷,密钥较短,破译困难 缺点:使用同一密钥,需要将密钥公布给第三方,实际安全性受损 1.2. 非对称加密 加解密使用不同密钥,...
  • 对称加密

    2017-11-14 19:52:58
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  • 名词解释题1. 中断2. 进程控制块(PCB)3. 虚时钟4. 段式管理5. 文件控制块(FCB)6. 对换(SWAPPING)7. 系统调用8. 绝对路径名9. 特别文件10. 虚设备技术11. 管道 12. 中断接收 13. 恢复现场 14. 页式管理 15. 作业步16...
  • 电子商务加密标准——名词解释

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    互操作标准(即加密标准) 1.... SSL、S-MIME、SET 名词解释: 1、 DES(数据加密标准) 数据加密标准 (DES)是一种加密算法(一种加密信息的方法),1976年被美国联邦政府的联邦信息处理标准(FIPS)所选中,随
  • 密码篇——对称加密

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  • 关于对称加密与非对称加密

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    1. 加密的需求 (1)保密 这个很容易理解,就比如你写的日记,不想被父母看到。 (2)鉴别/认证 这个就比如有个人说他是你爸爸,你如何鉴别他不是你爸爸呢?比如验血嘛,就是个鉴别认证。 (3)完整性 完整性也很...
  • 名词解释 1.明文传输 不使用加密技术 由于网络传输不可信,明文消息会被截获和篡改: 2.对称加密 加密和解密使用同一个秘钥,接收双方提前约定好密钥 常用算法:DES、AES-GCM、ChaCha20-Poly1305等 ...
  • 数据加密,是一门历史悠久的技术,指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文,而解密则是通过解密算法和解密密钥将密文恢复为明文...加密方式分为对称加密和非对称加密对称加密对称加密 数字签名 数字证书 ...
  • 对称加密与公钥加密(上)

    千次阅读 2017-01-02 20:23:15
    以上内容在这篇博客中我...在开篇之前,先说几个名词 比特序列:对于这个词,学过任何一门编程语言的人都不陌生,其实它就是0和1排列而成的数字 编码:将现实世界中的东西映射为比特序列的过程称为编码 XOR:看

空空如也

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