国际算法

拼搏现实的明天。 2023-10-05 21:05 24阅读 0赞

国际算法：由美国安全局发布，是现今最通用的商用算法。

## 1、**DES对称加密** ##

DES算法为[密码体制][Link 1]中的对称密码体制，又被称为美国[数据加密标准][Link 2]，是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制[加密算法][Link 3]。 [明文][Link 4]按64位bit进行分组，[**密钥**][Link 5]**长64位****bit**，密钥事实上是56位参与DES运算（第8、16、24、32、40、48、56、64位是[校验位][Link 6]， 使得每个密钥都有[奇数][Link 7]个1）分组后的明文组和56位的密钥按位[替代][Link 8]或交换的方法形成密文组的加密方法。

其入口参数有三个：key、data、mode。key为加密解密使用的[密钥][Link 9]，data为加密解密的数据，mode为其工作模式。当模式为加密模式时，明文按照64位进行分组，形成明文组，key用于对[数据加密][Link 10]，当模式为解密模式时，key用于对[数据解密][Link 11]。实际运用中，密钥只用到了64位中的56位，这样才具有高的安全性。

DES加密的算法框架如下：首先要生成一套加密密钥，从用户处取得一个64位长的密码口令，然后通过等分、移位、选取和迭代形成一套16个加密密钥，分别供每一轮运算中使用。

DES解密过程：在了解了加密过程中所有的代替、置换、异或和循环迭代之后，读者也许会认为，解密算法应该是加密的逆运算，与加密算法完全不同。恰恰相反，经过密码学家精心设计选择的各种操作，DES获得了一个非常有用的性质：加密和解密使用相同的算法！

DES是对称性加密里面常见一种，全称为Data Encryption Standard，即**数据加密标准**，是一种使用密钥加密的块算法。密钥长度是64位(bit)，超过位数密钥被忽略。所谓对称性加密，加密和解密密钥相同。对称性加密一般会按照固定长度，把待加密字符串分成块。不足一整块或者刚好最后有特殊填充字符。往往跨语言做DES加密解密，经常会出现问题。往往是填充方式不对、或者编码不一致、或者选择

**加密解密模式**(**ECB****，****CBC****，****CTR****，****OFB****，****CFB****，****NCFB****，****NOFB**)没有对应上造成。

**常见的填充模式有**： 'pkcs5','pkcs7','iso10126','ansix923','zero' 类型，包括DES-ECB，DES-CBC，DES-CTR，DES-OFB，DES-CFB。

## 2、**3DES对称加密算法** ##

3DES，即triple-DES，简单地说就是3次DES加解密的组合。现已不推荐使用。（E表示Encrypt，D表示Decrypt。）

加密：cipthertext = E(k3, D(k2, E(k1, plaintext)))

解密：plaintext = D(k1, E(k2, D(k3, ciphertext)))

特点：如果三个密钥都一样，那刚好和DES一样。

密钥长度是128位(bit)，192位(bit)，如果密码位数少于等于64位，加密结果与DES相同。原版DES容易被破解，新的3DES出现，增加了加密安全性,避免被暴力破解。它同样是**对称性加密**，同样涉及到加密编码方式，及填充方式。包括3DES-ECB，3DES-CBC，3DES-CTR，3DES-OFB，3DES-CFB。

## 3、**AES对称加密** ##

AES,高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。严格地说，AES和Rijndael加密法并不完全一样（虽然在实际应用中二者可以互换），因为Rijndael加密法可以支持更大范围的区块和密钥长度：AES的区块(分组)长度固定为128 比特，密钥长度则可以是128，192或256比特；而Rijndael使用的密钥和区块长度可以是32位的整数倍，以128位为下限，256比特为上限。包括AES-ECB，AES-CBC，AES-CTR，AES-OFB，AES-CFB.

## 4、**ECC 非对称加密（可解密）** ##

**椭圆曲线密码学**（英语：Elliptic curve cryptography，缩写为ECC），一种建立公开密钥加密的算法，基于椭圆曲线数学。椭圆曲线在密码学中的使用是在1985年由Neal Koblitz和Victor Miller分别独立提出的。椭圆曲线密码学的主要优势是在某些情况下它比其他的方法使用更小的密钥 — — 比如RSA加密算法 — — 提供相当的或更高等级的安全。椭圆曲线密码学的另一个优势是可以定义群之间的双线性映射，基于Weil对或是Tate对；双线性映射已经在密码学中发现了大量的应用，例如基于身份的加密。不过一个缺点是加密和解密操作的实现比其他机制花费的时间长。椭圆曲线密码学,是一种建立公开密钥加密的算法,也就输非对称加密.类似的还有RSA,EIGamal算法等.ECC被公认为在给定密钥长度下最安全的加密算法.双线性映射解释：在数论中，一个双线性映射是由两个向量空间上的元素，生成第三个向量空间上一个元素之函数，并且该函数对每个参数都是线性的。

## 5、**RSA非对称加密算法（可解密）** ##

RSA加密算法是一种非对称加密算法，在公开密钥加密和电子商业中被广泛使用。RSA是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的，于1978年首次发表。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。这种算法非常可靠，密钥越长，它就越难破解。根据已经披露的文献，目前被破解的最长RSA密钥是768个二进制位。也就是说，长度超过768位的密钥，还无法破解（至少没人公开宣布）。因此可以认为，1024位的RSA密钥基本安全，2048位的密钥极其安全。RSA算法用到的数学知识寻找两个不相同的质数模运算互质数,又称互素。若N个整数的最大公因子是1，则称这N个整数互质。指数运算同余根据欧拉函数和欧拉公式模反元素。

是迄今为止最容易理解和实现的**公钥算法**，已经受住了多年深入的攻击，其理论基础是一种特殊的可逆模幂运算，其安全性基于分解大整数的困难性。

RSA算法既可用于加密，又可用于数字签名，已得到广泛采用，并被许多标准化组织(如ISO、ITU、IETF和SWIFT等)接纳。目前许多国家标准仍采用RSA算法或它的变型。

RSA算法的实现如下：

实现者寻找出两个大素数p和q

实现者计算出n=pq 和φ(n)=(p-1)(q-1)

实现者选择一个随机数e (0<e<></e<>

实现者使用辗转相除法计算d=e-1(modφ(n))

实现者在目录中公开n和e作为公钥

密码分析者攻击RSA体制的关键点在于如何分解n。若分解成功使n=pq，则可以算出φ(n)=(p-1)(q-1)，然后由公开的e，解出秘密的d。所以说RSA算法的安全性基于分解大整数的困难性。

### 5.1、**ECC 和 RSA 相比** ###

抗攻击性强。相同的密钥长度，其抗攻击性要强很多倍。计算量小，处理速度快。ECC 总的速度比 RSA、DSA 要快得多。存储空间占用小。ECC 的密钥尺寸和系统参数与 RSA、DSA 相比要小得多，意味着它所占的存贮空间要小得多。这对于加密算法在 IC 卡上的应用具有特别重要的意义。带宽要求低。当对长消息进行加解密时，三类密码系统有相同的带宽要求，但应用于短消息时 ECC 带宽要求却低得多。带宽要求低使 ECC 在无线网络领域具有广泛的应用前景。

## 6、**DSA 非对称加密算法(可解密)** ##

DSA（Digital Signature Algorithm）是Schnorr和ElGamal签名算法的变种，被美国NIST作为DSS(DigitalSignature Standard)。DSA加密算法主要依赖于整数有限域离散对数难题，素数P必须足够大，且p-1至少包含一个大素数因子以抵抗Pohlig &Hellman算法的攻击。M一般都应采用信息的HASH值。DSA加密算法的安全性主要依赖于p和g，若选取不当则签名容易伪造，应保证g对于p-1的大素数因子不可约。其安全性与RSA相比差不多。DSA 一般用于数字签名和认证。在DSA数字签名和认证中，发送者使用自己的私钥对文件或消息进行签名，接受者收到消息后使用发送者的公钥来验证签名的真实性。DSA只是一种算法，和RSA不同之处在于它不能用作加密和解密，也不能进行密钥交换，只用于签名,它比RSA要快很多.

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