常见加密算法及常见加密算法原理

逃离我推掉我的手 2022-05-17 09:44 436阅读 0赞

# 加密算法和协议 #

## 对称加密 ##

简介：加密和解密使用同一个密钥

常见的算法：  
\- DES：Data Encryption Standard;  
\- 3DES：Triple DES;  
\- AES：Advanced Encryption Standard; (128bits, 192bits, 256bits, 384bits)  
\- Blowfish  
\- Twofish  
\- IDEA  
\- RC6  
\- CAST5

过程：

A主机将要发送的数据，用密钥加密得到密文。将密文发送至B主机，B主机用相同的密钥解密得到明文

![这里写图片描述][70]

特性：

1.  加密、解密使用同一个密钥；
2.  将原始数据分割成为固定大小的块，逐个进行加密；

缺陷：

1.  密钥过多；
2.  密钥分发困难；

## 单向加密 ##

简介：即提出数据指纹；只能加密，不能解密；主要用来验证数据是否完整

过程：

A主机将要传输的数据进行一次单向加密，得到数据指纹。当接收方收到数据之后，也进行一次单向加密，如果得到的数据指纹相同，则可以认为数据在传输过程中没有被篡改。

特性  
\- 定长输出  
\- 雪崩效应；

算法  
\- md5：Message Digest 5, 128bits  
\- sha1：Secure Hash Algorithm 1, 160bits  
\- sha224, sha256, sha384, sha512

## 非对称加密： ##

简介：非对称性加密，也叫公钥加密，加密解密的过程使用不同的密钥。

密钥分为公钥与私钥：  
\- 公钥：从私钥中提取产生；可公开给所有人；pubkey  
\- 私钥：通过工具创建，使用者自己留存，必须保证其私密性；secret key；

特点：用公钥加密的数据，只能使用与之配对儿的私钥解密；私钥加密的数据只能使用与之配对的公钥解密。而私钥一般只有一个，而公钥可以有多个主机同时拥有。

用途

*  数字签名：一是能确定消息确实是由发送方签名并发出来的，因为别人假冒不了发送方的签名。二是数字签名能确定消息的完整性。因为数字签名的特点是它代表了文件的特征，文件如果发生改变，数字摘要的值也将发生变化。不同的文件将得到不同的数字摘要。 一次数字签名涉及到一个哈希函数、发送者的公钥、发送者的私钥。”；  
    过程：将发送的数据进行一次hash，再用私钥对hash后的数据摘要加密，对方收到密文之后用公钥解密，然后再对数据进行一次hash比对。如果与数字摘要值相同，则数据是完整的。

![这里写图片描述][70 1]

*  密钥交换：发送方用对方公钥加密一个对称密钥，并发送给对方；  
    过程：对称加密中有一个问题，就是如果密钥被截获了，这时候就算传输是密文，第三方也很容易就可以解密成。所以非对称加密也可以用来传送密钥，这样就可以保证密钥的安全。具体如下：  
    ![这里写图片描述][70 2]
 *  数据加密：可以做到数据加密但是一般不用来传输数据，因为非对称加密过程，速度要比对称加密慢3个数量级。

常用算法：  
\- RSA  
\- DSA  
\- ELGamal

## 密钥交换： IKE（Internet Key Exchange） ##

### 公钥加密 ###

公钥加密，也就是非对称加密方式交换密钥，这种方式交换密钥有一个问题就是。假如有一个主机C，他截获了A和B的通信。C可以生成密钥对，当A向B请求B的公钥的时候，C伪装成B将自己的公钥给他，这时候A发送的密文，可以被C解开。因为A加密的公钥是C的公钥，这时候C还能冒充A去与B通信。所以A以为是在与B进行通信，但是其实是A和B同时与C进行通信，这时候C就可以对会话内容进行修改。这就是中间人攻击，解决的办法一般要依赖pki体系。后面会介绍。

![这里写图片描述][70 3]

PKI（Public Key Infrastructure）  
简介：PKI（Public Key Infrastructure）公钥基础设施。

原理  
解决上述身份验证问题的关键是确保获取的公钥途径是合法的，能够验证服务器的身份信息，为此需要引入权威的第三方机构CA(如沃通CA)。CA 负责核实公钥的拥有者的信息，并颁发认证”证书”，同时能够为使用者提供证书验证服务，即PKI体系(PKI基础知识)。  
基本的原理为，CA负责审核信息，然后对关键信息利用私钥进行”签名”，公开对应的公钥，客户端可以利用公钥验证签名。CA也可以吊销已经签发的证书。具体的流程如下

![这里写图片描述][70 4]

### DH（Deffie-Hellman） ###

简介  
需要安全通信的双方可以用这个方法确定对称密钥。然后可以用这个密钥进行加密和解密。但是注意，这个密钥交换协议/算法只能用于密钥的交换，而不能进行消息的加密和解密。双方确定要用的密钥后，要使用其他对称密钥操作加密算法实际加密和解密消息。  
原理  
1. 有两个全局公开的参数，一个素数q和一个整数a,a是q的一个原根.  
2. 假设用户A和B希望交换一个密钥，用户A选择一个作为私有密钥的随机数XA(XA

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