① 加密方式有幾種
加密方式的種類:
1、MD5
一種被廣泛使用的密碼散列函數,可以產生出一個128位(16位元組)的散列值(hash value),用於確保信息傳輸完整一致。MD5由美國密碼學家羅納德·李維斯特(Ronald Linn Rivest)設計,於1992年公開,用以取代MD4演算法。這套演算法的程序在 RFC 1321 標准中被加以規范。
2、對稱加密
對稱加密採用單鑰密碼系統的加密方法,同一個密鑰可以同時用作信息的加密和解密,這種加密方法稱為對稱加密,也稱為單密鑰加密。
3、非對稱加密
與對稱加密演算法不同,非對稱加密演算法需要兩個密鑰:公開密鑰(publickey)和私有密鑰(privatekey)。公開密鑰與私有密鑰是一對,如果用公開密鑰對數據進行加密,只有用對應的私有密鑰才能解密。
如果用私有密鑰對數據進行加密,那麼只有用對應的公開密鑰才能解密。因為加密和解密使用的是兩個不同的密鑰,所以這種演算法叫作非對稱加密演算法。
(1)加密演算法加密模式擴展閱讀
非對稱加密工作過程
1、乙方生成一對密鑰(公鑰和私鑰)並將公鑰向其它方公開。
2、得到該公鑰的甲方使用該密鑰對機密信息進行加密後再發送給乙方。
3、乙方再用自己保存的另一把專用密鑰(私鑰)對加密後的信息進行解密。乙方只能用其專用密鑰(私鑰)解密由對應的公鑰加密後的信息。
在傳輸過程中,即使攻擊者截獲了傳輸的密文,並得到了乙的公鑰,也無法破解密文,因為只有乙的私鑰才能解密密文。
同樣,如果乙要回復加密信息給甲,那麼需要甲先公布甲的公鑰給乙用於加密,甲自己保存甲的私鑰用於解密。
② 數據加密方式總結
程序開發過程中一般會遇到客戶端與服務端進行數據通信,不可避免的會遇到數據安全問題。為了防止數據在網路傳輸中發生數據泄露,我們常常會用到數據加密。常規的數據加密方式主要有:對稱加密和非對稱加密。
對稱加密主要有3種加密方式:DES加密、3DES加密及AES加密
如上圖所述,對稱加密使用同一個秘鑰,先用秘鑰對需要傳輸的明文數據進行加密,已加密的密文數據經過網路傳輸後,數據接收方通過同一個秘鑰進行解密,將密文數據再轉化成明文數據,完成數據傳輸過程。
但DES加密演算法的安全性不夠好,DES 被證明是可以破解的,明文+密鑰=密文,這個公式只要知道任何兩個,就可以推導出第三個在已經知道明文和對應密文的情況下,通過窮舉和暴力破解是可以破解DES的。
顧名思義,3DES加密就是使用DES演算法加密解密3次,由於DES加密缺乏安全性,3DES加密3次後安全性大大提高,但損失了一定的速度性能,所以慢慢被更優異的AES加密演算法所取代,3DES演算法可以說是DES加密和AES加密中間的過度品。
AES加解密過程和DES加解密過程類似,AES標准支持可變分組長度,分組長度可設定為32 比特的任意倍數,最小值為128 比特,最大值為256 比特,安全性大大增加,加解密速度也還可以。
RSA的安全基於大數分解的難度。其公鑰和私鑰是一對大素數(100到200位十進制數或更大)的函數。從一個公鑰和密文恢復出明文的難度,等價於分解兩個大素數之積(這是公認的數學難題)。
同時由於RSA的私鑰不用在網路上傳輸,避免了秘鑰泄露,因此安全性能大大提高。
RSA加解密速度測試:
通過上表可以發現,RSA加密速度還比較快,但解密速度會隨著加密數據的大小慢很多,加密6KB大小的數據用時0秒,解密用時1秒還可以接受。但對1M左右的數據進行解密,花費了5分多鍾的時間,在實際開發過程中就會顯得很慢,所以RSA演算法一般用於加密數據量較小的應用場景。
③ 對稱加密演算法的應用模式
加密模式(英文名稱及簡寫) 中文名稱 Electronic Code Book(ECB) 電子密碼本模式 Cipher Block Chaining(CBC) 密碼分組鏈接模式 Cipher Feedback Mode(CFB) 加密反饋模式 Output Feedback Mode(OFB) 輸出反饋模式 ECB:最基本的加密模式,也就是通常理解的加密,相同的明文將永遠加密成相同的密文,無初始向量,容易受到密碼本重放攻擊,一般情況下很少用。
CBC:明文被加密前要與前面的密文進行異或運算後再加密,因此只要選擇不同的初始向量,相同的密文加密後會形成不同的喊空密文,這是目前應用最廣泛的模式。CBC加密後的密文是上下文相關的,但明文的錯誤不會傳遞到後續分組,但如果一個分組丟失,後面的分組將全部作廢(同步錯誤)。
CFB:類似於自同步序列密碼,分組加密後,按8位分組將密文和明文進行移位異或後得到輸出同時反饋回移位寄存器,優點最小可以按位元組進行加解納洞密,也可以是n位的,CFB也是上下文相關的,CFB模式下,明文的一個鄭茄瞎錯誤會影響後面的密文(錯誤擴散)。
OFB:將分組密碼作為同步序列密碼運行,和CFB相似,不過OFB用的是前一個n位密文輸出分組反饋回移位寄存器,OFB沒有錯誤擴散問題。
④ 十大常見密碼加密方式
一、密鑰散列
採用MD5或者SHA1等散列演算法,對明文進行加密。嚴格來說,MD5不算一種加密演算法,而是一種摘要演算法。無論多長的輸入,MD5都會輸出一個128位(16位元組)的散列值。而SHA1也是流行的消息摘要演算法,它可以生成一個被稱為消息摘要的160位(20位元組)散列值。MD5相對SHA1來說,安全性較低,但是速度快;SHA1和MD5相比安全性高,但是速度慢。
二、對稱加密
採用單鑰密碼系統的加密方法,同一個密鑰可以同時用作信息的加密和解密,這種加密方法稱為對稱加密。對稱加密演算法中常用的演算法有:DES、3DES、TDEA、Blowfish、RC2、RC4、RC5、IDEA、SKIPJACK等。
三、非對稱加密
非對稱加密演算法是一種密鑰的保密方法,它需要兩個密鑰來進行加密和解密,這兩個密鑰是公開密鑰和私有密鑰。公鑰與私鑰是一對,如果用公鑰對數據進行加密,只有用對應的私鑰才能解密。非對稱加密演算法有:RSA、Elgamal、背包演算法、Rabin、D-H、ECC(橢圓曲線加密演算法)。
四、數字簽名
數字簽名(又稱公鑰數字簽名)是只有信息的發送者才能產生的別人無法偽造的一段數字串,這段數字串同時也是對信息的發送者發送信息真實性的一個有效證明。它是一種類似寫在紙上的普通的物理簽名,但是在使用了公鑰加密領域的技術來實現的,用於鑒別數字信息的方法。
五、直接明文保存
早期很多這樣的做法,比如用戶設置的密碼是「123」,直接就將「123」保存到資料庫中,這種是最簡單的保存方式,也是最不安全的方式。但實際上不少互聯網公司,都可能採取的是這種方式。
六、使用MD5、SHA1等單向HASH演算法保護密碼
使用這些演算法後,無法通過計算還原出原始密碼,而且實現比較簡單,因此很多互聯網公司都採用這種方式保存用戶密碼,曾經這種方式也是比較安全的方式,但隨著彩虹表技術的興起,可以建立彩虹表進行查表破解,目前這種方式已經很不安全了。
七、特殊的單向HASH演算法
由於單向HASH演算法在保護密碼方面不再安全,於是有些公司在單向HASH演算法基礎上進行了加鹽、多次HASH等擴展,這些方式可以在一定程度上增加破解難度,對於加了「固定鹽」的HASH演算法,需要保護「鹽」不能泄露,這就會遇到「保護對稱密鑰」一樣的問題,一旦「鹽」泄露,根據「鹽」重新建立彩虹表可以進行破解,對於多次HASH,也只是增加了破解的時間,並沒有本質上的提升。
八、PBKDF2
該演算法原理大致相當於在HASH演算法基礎上增加隨機鹽,並進行多次HASH運算,隨機鹽使得彩虹表的建表難度大幅增加,而多次HASH也使得建表和破解的難度都大幅增加。
九、BCrypt
BCrypt 在1999年就產生了,並且在對抗 GPU/ASIC 方面要優於 PBKDF2,但是我還是不建議你在新系統中使用它,因為它在離線破解的威脅模型分析中表現並不突出。
十、SCrypt
SCrypt 在如今是一個更好的選擇:比 BCrypt設計得更好(尤其是關於內存方面)並且已經在該領域工作了 10 年。另一方面,它也被用於許多加密貨幣,並且我們有一些硬體(包括 FPGA 和 ASIC)能實現它。 盡管它們專門用於采礦,也可以將其重新用於破解。
⑤ 密碼加密的方法有那些
用戶密碼加密方式
用戶密碼保存到資料庫時,常見的加密方式有哪些?以下幾種方式是常見的密碼保存方式:
1. 明文保存
比如用戶設置的密碼是「123456」,直接將「123456」保存在資料庫中,這種是最簡單的保存方式,也是最不安全的方式。但實際上不少互聯網公司,都可能採取的是這種方式。
2. 對稱加密演算法來保存
比如3DES、AES等演算法,使用這種方式加密是可以通過解密來還原出原始密碼的,當然前提條件是需要獲取到密鑰。不過既然大量的用戶信息已經泄露了,密鑰很可能也會泄露,當然可以將一般數據和密鑰分開存儲、分開管理,但要完全保護好密鑰也是一件非常復雜的事情,所以這種方式並不是很好的方式。
總結
採用PBKDF2、bcrypt、scrypt等演算法可以有效抵禦彩虹表攻擊,即使數據泄露,最關鍵的「用戶密碼」仍然可以得到有效的保護,黑客無法大批量破解用戶密碼,從而切斷撞庫掃號的根源。
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⑥ 分組密碼加密模式選擇有哪些
分組密碼工作模式的應用背景:多次使用相同的密鑰對多個分組加密,會引發許多安全問題。為了應對不同場合,因而需要開發出不同的工作模式來增強密碼演算法的安全性。ECB特別適合數據較少的情況,對於很長的信息或者具有特定結構的信息,其大量重復的信息或固定的字元開頭將給密碼分析者提供大量的已知明密文對。若明文不是完整的分組,ECB需要進行填充。CBC(Cipher Block Chaining)由於加密演算法的每次輸入和本明文組沒有固定的關系,因此就算有重復的明文組,加密後也看不出來了。為了配合演算法的需要,有一個初始向量(IV)。與ECB一樣有填充機制以保證完整的分組。CFB(Cipher Feedback)和OFB,CTR模式一樣,均可將分組密碼當做流密碼(實際是將分組大小任意縮減)使用。
⑦ 加密演算法總結
iOS加密相關演算法框架:CommonCrypto
明文: 明文指的是未被加密過的原始數據。
密文: 明文被某種加密演算法加密之後,會變成密文,從而確保原始數據的安全。密文也可以被解密,得到原始的明文。
密鑰: 密鑰是一種參數,它是在明文轉換為密文或將密文轉換為明文的演算法中輸入的參數。密鑰分為對稱密鑰與非對稱密鑰,分別應用在對稱加密和非對稱加密上。
對稱加密又叫做私鑰加密 ,即信息的發送方和接收方使用 同一個密鑰 去加密和解密數據。
對稱加密的特點是 演算法公開、計算量少、加密和解密速度快效率高 ,適合於對大數據量進行加密;
缺點是 雙方使用相同的密鑰、密鑰傳輸的過程不安全、易被破解、因此為了保密其密鑰需要經常更換
常見的對稱加密演算法有 AES、DES 、3DES、TDEA、Blowfish、RC5和IDEA。【不過DES被認為是不安全的】
加密過程:明文 + 加密演算法 + 私鑰 => 密文
解密過程: 密文 + 解密演算法 + 私鑰 => 明文
對稱加密中用到的密鑰叫做 私鑰 ,私鑰表示個人私有的密鑰,即該密鑰不能被泄露。
其 加密過程中的私鑰與解密過程中用到的私鑰是同一個密鑰 ,這也是稱加密之所以稱之為「對稱」的原因。由於對稱加密的 演算法是公開 的,所以一旦私鑰被泄露,那麼密文就很容易被破解,所以對稱加密的 缺點是密鑰安全管理困難 。
3DES是DES加密演算法的一種模式,它使用3條64位的密鑰對數據進行三次加密。是DES像AES過渡的加密演算法,是DES的一個更安全的變形,它以DES為基本模塊,通過組合分組方法設計出分組加密演算法。
非對稱加密也叫做公鑰加密 。非對稱加密與對稱加密相比,其安全性更好。對稱加密的通信雙方使用相同的密鑰,如果一方的密鑰遭泄露,那麼整個通信就會被破解。而 非對稱加密使用一對密鑰,即公鑰和私鑰 , 且二者成對出現 。私鑰被自己保存,不能對外泄露。公鑰指的是公共的密鑰,任何人都可以獲得該密鑰。用公鑰或私鑰中的任何一個進行加密,用另一個進行解密。兩種使用方法:
哈希演算法加密是通過哈希演算法對數據加密、加密後的結果不可逆,即加密後不能在解密。
SHA加密,安全哈希演算法,主要適用於數字簽名簽名標准( DSS )裡面定義的數字簽名演算法( DSA )。對於長度小於 2^64 位的消息, SHA1 會產生一個160位的消息摘要。當接收消息的時候,這個消息摘要可以用來驗證數據的完整性。在傳輸的過程中,數據很可能會發生變化,那麼這時候就會產生不同的消息摘要。當然除了 SHA1 還有 SHA256 以及 SHA512 等。
HMAC加密,給定一個密鑰,對明文加密,做兩次「散列」,得到的結果還是32位字元串。
就是或、與、異或、或者加上某個數據
特點:可逆、原始數據和加密數據長度保持一致
⑧ AES加密演算法原理
一般的加密通常都是塊加密,如果要加密超過塊大小的數據,就需要涉及填充和鏈加密模式,本文對對稱加密和分組加密中的幾種種模式進行一一分析(ECB、CBC、CFB、OFB,CTR)
這種模式是將整個明文分成若干段相同的小段,然後對每一小段進行加密。
優點:
這種模式是先將明文切分成若干小段,然後每一小段與初始塊或者上一段的密文段進行異或運算後,再與密鑰進行加密。
優點:
計算器模式不常見,在CTR模式中, 有一個自增的運算元,這個運算元用密鑰加密之後的輸出和明文異或的結果得到密文,相當於一次一密。這種加密方式簡單快速,安全可靠,而且可以並行加密,但是 在計算器不能維持很長的情況下,密鑰只能使用一次 。CTR的示意圖如下所示:
優點:
優點:
優點:
⑨ 加密基礎知識二 非對稱加密RSA演算法和對稱加密
上述過程中,出現了公鑰(3233,17)和私鑰(3233,2753),這兩組數字是怎麼找出來的呢?參考 RSA演算法原理(二)
首字母縮寫說明:E是加密(Encryption)D是解密(Decryption)N是數字(Number)。
1.隨機選擇兩個不相等的質數p和q。
alice選擇了61和53。(實際應用中,這兩個質數越大,就越難破解。)
2.計算p和q的乘積n。
n = 61×53 = 3233
n的長度就是密鑰長度。3233寫成二進制是110010100001,一共有12位,所以這個密鑰就是12位。實際應用中,RSA密鑰一般是1024位,重要場合則為2048位。
3.計算n的歐拉函數φ(n)。稱作L
根據公式φ(n) = (p-1)(q-1)
alice算出φ(3233)等於60×52,即3120。
4.隨機選擇一個整數e,也就是公鑰當中用來加密的那個數字
條件是1< e < φ(n),且e與φ(n) 互質。
alice就在1到3120之間,隨機選擇了17。(實際應用中,常常選擇65537。)
5.計算e對於φ(n)的模反元素d。也就是密鑰當中用來解密的那個數字
所謂"模反元素"就是指有一個整數d,可以使得ed被φ(n)除的余數為1。ed ≡ 1 (mod φ(n))
alice找到了2753,即17*2753 mode 3120 = 1
6.將n和e封裝成公鑰,n和d封裝成私鑰。
在alice的例子中,n=3233,e=17,d=2753,所以公鑰就是 (3233,17),私鑰就是(3233, 2753)。
上述故事中,blob為了偷偷地傳輸移動位數6,使用了公鑰做加密,即6^17 mode 3233 = 824。alice收到824之後,進行解密,即824^2753 mod 3233 = 6。也就是說,alice成功收到了blob使用的移動位數。
再來復習一下整個流程:
p=17,q=19
n = 17 19 = 323
L = 16 18 = 144
E = 5(E需要滿足以下兩個條件:1<E<144,E和144互質)
D = 29(D要滿足兩個條件,1<D<144,D mode 144 = 1)
假設某個需要傳遞123,則加密後:123^5 mode 323 = 225
接收者收到225後,進行解密,225^ 29 mode 323 = 123
回顧上面的密鑰生成步驟,一共出現六個數字:
p
q
n
L即φ(n)
e
d
這六個數字之中,公鑰用到了兩個(n和e),其餘四個數字都是不公開的。其中最關鍵的是d,因為n和d組成了私鑰,一旦d泄漏,就等於私鑰泄漏。那麼,有無可能在已知n和e的情況下,推導出d?
(1)ed≡1 (mod φ(n))。只有知道e和φ(n),才能算出d。
(2)φ(n)=(p-1)(q-1)。只有知道p和q,才能算出φ(n)。
(3)n=pq。只有將n因數分解,才能算出p和q。
結論:如果n可以被因數分解,d就可以算出,也就意味著私鑰被破解。
可是,大整數的因數分解,是一件非常困難的事情。目前,除了暴力破解,還沒有發現別的有效方法。維基網路這樣寫道:"對極大整數做因數分解的難度決定了RSA演算法的可靠性。換言之,對一極大整數做因數分解愈困難,RSA演算法愈可靠。假如有人找到一種快速因數分解的演算法,那麼RSA的可靠性就會極度下降。但找到這樣的演算法的可能性是非常小的。今天只有短的RSA密鑰才可能被暴力破解。到2008年為止,世界上還沒有任何可靠的攻擊RSA演算法的方式。只要密鑰長度足夠長,用RSA加密的信息實際上是不能被解破的。"
然而,雖然RSA的安全性依賴於大數的因子分解,但並沒有從理論上證明破譯RSA的難度與大數分解難度等價。即RSA的重大缺陷是無法從理論上把握它的保密性能如何。此外,RSA的缺點還有:
A)產生密鑰很麻煩,受到素數產生技術的限制,因而難以做到一次一密。
B)分組長度太大,為保證安全性,n 至少也要 600bits以上,使運算代價很高,尤其是速度較慢,較對稱密碼演算法慢幾個數量級;且隨著大數分解技術的發展,這個長度還在增加,不利於數據格式的標准化。因此, 使用RSA只能加密少量數據,大量的數據加密還要靠對稱密碼演算法 。
加密和解密是自古就有技術了。經常看到偵探電影的橋段,勇敢又機智的主角,拿著一長串毫無意義的數字苦惱,忽然靈光一閃,翻出一本厚書,將第一個數字對應頁碼數,第二個數字對應行數,第三個數字對應那一行的某個詞。數字變成了一串非常有意義的話:
Eat the beancurd with the peanut. Taste like the ham.
這種加密方法是將原來的某種信息按照某個規律打亂。某種打亂的方式就叫做密鑰(cipher code)。發出信息的人根據密鑰來給信息加密,而接收信息的人利用相同的密鑰,來給信息解密。 就好像一個帶鎖的盒子。發送信息的人將信息放到盒子里,用鑰匙鎖上。而接受信息的人則用相同的鑰匙打開。加密和解密用的是同一個密鑰,這種加密稱為對稱加密(symmetric encryption)。
如果一對一的話,那麼兩人需要交換一個密鑰。一對多的話,比如總部和多個特工的通信,依然可以使用同一套密鑰。 但這種情況下,對手偷到一個密鑰的話,就知道所有交流的信息了。 二戰中盟軍的情報戰成果,很多都來自於破獲這種對稱加密的密鑰。
為了更安全,總部需要給每個特工都設計一個不同的密鑰。如果是FBI這樣龐大的機構,恐怕很難維護這么多的密鑰。在現代社會,每個人的信用卡信息都需要加密。一一設計密鑰的話,銀行怕是要跪了。
對稱加密的薄弱之處在於給了太多人的鑰匙。如果只給特工鎖,而總部保有鑰匙,那就容易了。特工將信息用鎖鎖到盒子里,誰也打不開,除非到總部用唯一的一把鑰匙打開。只是這樣的話,特工每次出門都要帶上許多鎖,太容易被識破身份了。總部老大想了想,乾脆就把造鎖的技術公開了。特工,或者任何其它人,可以就地取材,按照圖紙造鎖,但無法根據圖紙造出鑰匙。鑰匙只有總部的那一把。
上面的關鍵是鎖和鑰匙工藝不同。知道了鎖,並不能知道鑰匙。這樣,銀行可以將「造鎖」的方法公布給所有用戶。 每個用戶可以用鎖來加密自己的信用卡信息。即使被別人竊聽到,也不用擔心:只有銀行才有鑰匙呢!這樣一種加密演算法叫做非對稱加密(asymmetric encryption)。非對稱加密的經典演算法是RSA演算法。它來自於數論與計算機計數的奇妙結合。
1976年,兩位美國計算機學家Whitfield Diffie 和 Martin Hellman,提出了一種嶄新構思,可以在不直接傳遞密鑰的情況下,完成解密。這被稱為"Diffie-Hellman密鑰交換演算法"。這個演算法啟發了其他科學家。人們認識到,加密和解密可以使用不同的規則,只要這兩種規則之間存在某種對應關系即可,這樣就避免了直接傳遞密鑰。這種新的加密模式被稱為"非對稱加密演算法"。
1977年,三位數學家Rivest、Shamir 和 Adleman 設計了一種演算法,可以實現非對稱加密。這種演算法用他們三個人的名字命名,叫做RSA演算法。從那時直到現在,RSA演算法一直是最廣為使用的"非對稱加密演算法"。毫不誇張地說,只要有計算機網路的地方,就有RSA演算法。
1.能「撞」上的保險箱(非對稱/公鑰加密體制,Asymmetric / Public Key Encryption)
數據加密解密和門鎖很像。最開始的時候,人們只想到了那種只能用鑰匙「鎖」數據的鎖。如果在自己的電腦上自己加密數據,當然可以用最開始這種門鎖的形式啦,方便快捷,簡單易用有木有。
但是我們現在是通信時代啊,雙方都想做安全的通信怎麼辦呢?如果也用這種方法,通信就好像互相發送密碼保險箱一樣…而且雙方必須都有鑰匙才能進行加密和解密。也就是說,兩個人都拿著保險箱的鑰匙,你把數據放進去,用鑰匙鎖上發給我。我用同樣的鑰匙把保險箱打開,再把我的數據鎖進保險箱,發送給你。
這樣看起來好像沒什麼問題。但是,這裡面 最大的問題是:我們兩個怎麼弄到同一個保險箱的同一個鑰匙呢? 好像僅有的辦法就是我們兩個一起去買個保險箱,然後一人拿一把鑰匙,以後就用這個保險箱了。可是,現代通信社會,絕大多數情況下別說一起去買保險箱了,連見個面都難,這怎麼辦啊?
於是,人們想到了「撞門」的方法。我這有個可以「撞上」的保險箱,你那裡自己也買一個這樣的保險箱。通信最開始,我把保險箱打開,就這么開著把保險箱發給你。你把數據放進去以後,把保險箱「撞」上發給我。撞上以後,除了我以外,誰都打不開保險箱了。這就是RSA了,公開的保險箱就是公鑰,但是我有私鑰,我才能打開。
2.數字簽名
這種鎖看起來好像很不錯,但是鎖在運輸的過程中有這么一個嚴重的問題:你怎麼確定你收到的開著的保險箱就是我發來的呢?對於一個聰明人,他完全可以這么干:
(a)裝作運輸工人。我現在把我開著的保險箱運給對方。運輸工人自己也弄這么一個保險箱,運輸的時候把保險箱換成他做的。
(b)對方收到保險箱後,沒法知道這個保險箱是我最初發過去的,還是運輸工人替換的。對方把數據放進去,把保險箱撞上。
(c)運輸工人往回運的時候,用自己的鑰匙打開自己的保險箱,把數據拿走。然後復印也好,偽造也好,弄出一份數據,把這份數據放進我的保險箱,撞上,然後發給我。
從我的角度,從對方的角度,都會覺得這數據傳輸過程沒問題。但是,運輸工人成功拿到了數據,整個過程還是不安全的,大概的過程是這樣:
這怎麼辦啊?這個問題的本質原因是,人們沒辦法獲知,保險箱到底是「我」做的,還是運輸工人做的。那乾脆,我們都別做保險箱了,讓權威機構做保險箱,然後在每個保險箱上用特殊的工具刻上一個編號。對方收到保險箱的時候,在權威機構的「公告欄」上查一下編號,要是和保險箱上的編號一樣,我就知道這個保險箱是「我」的,就安心把數據放進去。大概過程是這樣的:
如何做出刻上編號,而且編號沒法修改的保險箱呢?這涉及到了公鑰體制中的另一個問題:數字簽名。
要知道,刻字這種事情吧,誰都能幹,所以想做出只能自己刻字,還沒法讓別人修改的保險箱確實有點難度。那麼怎麼辦呢?這其實困擾了人們很長的時間。直到有一天,人們發現:我們不一定非要在保險箱上刻規規矩矩的字,我們乾脆在保險箱上刻手寫名字好了。而且,刻字有點麻煩,乾脆我們在上面弄張紙,讓人直接在上面寫,簡單不費事。具體做法是,我們在保險箱上嵌進去一張紙,然後每個出產的保險箱都讓權威機構的CEO簽上自己的名字。然後,CEO把自己的簽名公開在權威機構的「公告欄」上面。比如這個CEO就叫「學酥」,那麼整個流程差不多是這個樣子:
這個方法的本質原理是,每個人都能夠通過筆跡看出保險箱上的字是不是學酥CEO簽的。但是呢,這個字體是學酥CEO唯一的字體。別人很難模仿。如果模仿我們就能自己分辨出來了。要是實在分辨不出來呢,我們就請一個筆跡專家來分辨。這不是很好嘛。這個在密碼學上就是數字簽名。
上面這個簽字的方法雖然好,但是還有一個比較蛋疼的問題。因為簽字的樣子是公開的,一個聰明人可以把公開的簽字影印一份,自己造個保險箱,然後把這個影印的字也嵌進去。這樣一來,這個聰明人也可以造一個相同簽字的保險箱了。解決這個問題一個非常簡單的方法就是在看保險箱上的簽名時,不光看字體本身,還要看字體是不是和公開的字體完全一樣。要是完全一樣,就可以考慮這個簽名可能是影印出來的。甚至,還要考察字體是不是和其他保險櫃上的字體一模一樣。因為聰明人為了欺騙大家,可能不影印公開的簽名,而影印其他保險箱上的簽名。這種解決方法雖然簡單,但是驗證簽名的時候麻煩了一些。麻煩的地方在於我不僅需要對比保險箱上的簽名是否與公開的筆跡一樣,還需要對比得到的簽名是否與公開的筆跡完全一樣,乃至是否和所有發布的保險箱上的簽名完全一樣。有沒有什麼更好的方法呢?
當然有,人們想到了一個比較好的方法。那就是,學酥CEO簽字的時候吧,不光把名字簽上,還得帶上簽字得日期,或者帶上這個保險箱的編號。這樣一來,每一個保險箱上的簽字就唯一了,這個簽字是學酥CEO的簽名+學酥CEO寫上的時間或者編號。這樣一來,就算有人偽造,也只能偽造用過的保險箱。這個問題就徹底解決了。這個過程大概是這么個樣子:
3 造價問題(密鑰封裝機制,Key Encapsulation Mechanism)
解決了上面的各種問題,我們要考慮考慮成本了… 這種能「撞」門的保險箱雖然好,但是這種鎖造價一般來說要比普通的鎖要高,而且鎖生產時間也會變長。在密碼學中,對於同樣「結實」的鎖,能「撞」門的鎖的造價一般來說是普通鎖的上千倍。同時,能「撞」門的鎖一般來說只能安裝在小的保險櫃裡面。畢竟,這么復雜的鎖,裝起來很費事啊!而普通鎖安裝在多大的保險櫃上面都可以呢。如果兩個人想傳輸大量數據的話,用一個大的保險櫃比用一堆小的保險櫃慢慢傳要好的多呀。怎麼解決這個問題呢?人們又想出了一個非常棒的方法:我們把兩種鎖結合起來。能「撞」上的保險櫃裡面放一個普通鎖的鑰匙。然後造一個用普通的保險櫃來鎖大量的數據。這樣一來,我們相當於用能「撞」上的保險櫃發一個鑰匙過去。對方收到兩個保險櫃後,先用自己的鑰匙把小保險櫃打開,取出鑰匙。然後在用這個鑰匙開大的保險櫃。這樣做更棒的一個地方在於,既然對方得到了一個鑰匙,後續再通信的時候,我們就不再需要能「撞」上的保險櫃了啊,在以後一定時間內就用普通保險櫃就好了,方便快捷嘛。
以下參考 數字簽名、數字證書、SSL、https是什麼關系?
4.數字簽名(Digital Signature)
數據在瀏覽器和伺服器之間傳輸時,有可能在傳輸過程中被冒充的盜賊把內容替換了,那麼如何保證數據是真實伺服器發送的而不被調包呢,同時如何保證傳輸的數據沒有被人篡改呢,要解決這兩個問題就必須用到數字簽名,數字簽名就如同日常生活的中的簽名一樣,一旦在合同書上落下了你的大名,從法律意義上就確定是你本人簽的字兒,這是任何人都沒法仿造的,因為這是你專有的手跡,任何人是造不出來的。那麼在計算機中的數字簽名怎麼回事呢?數字簽名就是用於驗證傳輸的內容是不是真實伺服器發送的數據,發送的數據有沒有被篡改過,它就干這兩件事,是非對稱加密的一種應用場景。不過他是反過來用私鑰來加密,通過與之配對的公鑰來解密。
第一步:服務端把報文經過Hash處理後生成摘要信息Digest,摘要信息使用私鑰private-key加密之後就生成簽名,伺服器把簽名連同報文一起發送給客戶端。
第二步:客戶端接收到數據後,把簽名提取出來用public-key解密,如果能正常的解密出來Digest2,那麼就能確認是對方發的。
第三步:客戶端把報文Text提取出來做同樣的Hash處理,得到的摘要信息Digest1,再與之前解密出來的Digist2對比,如果兩者相等,就表示內容沒有被篡改,否則內容就是被人改過了。因為只要文本內容哪怕有任何一點點改動都會Hash出一個完全不一樣的摘要信息出來。
5.數字證書(Certificate Authority)
數字證書簡稱CA,它由權威機構給某網站頒發的一種認可憑證,這個憑證是被大家(瀏覽器)所認可的,為什麼需要用數字證書呢,難道有了數字簽名還不夠安全嗎?有這樣一種情況,就是瀏覽器無法確定所有的真實伺服器是不是真的是真實的,舉一個簡單的例子:A廠家給你們家安裝鎖,同時把鑰匙也交給你,只要鑰匙能打開鎖,你就可以確定鑰匙和鎖是配對的,如果有人把鑰匙換了或者把鎖換了,你是打不開門的,你就知道肯定被竊取了,但是如果有人把鎖和鑰匙替換成另一套表面看起來差不多的,但質量差很多的,雖然鑰匙和鎖配套,但是你卻不能確定這是否真的是A廠家給你的,那麼這時候,你可以找質檢部門來檢驗一下,這套鎖是不是真的來自於A廠家,質檢部門是權威機構,他說的話是可以被公眾認可的(呵呵)。
同樣的, 因為如果有人(張三)用自己的公鑰把真實伺服器發送給瀏覽器的公鑰替換了,於是張三用自己的私鑰執行相同的步驟對文本Hash、數字簽名,最後得到的結果都沒什麼問題,但事實上瀏覽器看到的東西卻不是真實伺服器給的,而是被張三從里到外(公鑰到私鑰)換了一通。那麼如何保證你現在使用的公鑰就是真實伺服器發給你的呢?我們就用數字證書來解決這個問題。數字證書一般由數字證書認證機構(Certificate Authority)頒發,證書裡麵包含了真實伺服器的公鑰和網站的一些其他信息,數字證書機構用自己的私鑰加密後發給瀏覽器,瀏覽器使用數字證書機構的公鑰解密後得到真實伺服器的公鑰。這個過程是建立在被大家所認可的證書機構之上得到的公鑰,所以這是一種安全的方式。
常見的對稱加密演算法有DES、3DES、AES、RC5、RC6。非對稱加密演算法應用非常廣泛,如SSH,
HTTPS, TLS,電子證書,電子簽名,電子身份證等等。
參考 DES/3DES/AES區別
⑩ 目前常用的加密方式主要有哪兩種
1. 目前常用的加密方式主要有對稱加密和非對稱加密兩種。
2. 對稱加密指的是加密和解密使用相同的密鑰,常見的對稱加密演算法如DES、AES等。
它的優點是加密解密速度快,缺點是密鑰的傳輸難度大,容首緩易被破解。
非對稱加密指的是加密和解密使用不同的密鑰,常見的非對稱加密演算法如RSA、ECC等者盯模。
它的優點是安全性高,缺點則臘是加密解密速度慢。
3. 除了對稱加密和非對稱加密,還有一種哈希演算法,它是將明文轉換為固定長度的密文,不可逆的加密方式。
常見的哈希演算法如MD5、SHA等。
哈希演算法主要用於校驗數據的完整性,一般不用於加密解密。