1. DES加密過程和解密過程的區別
數據加密標准DES(Data Encryption Standard)演算法是一個分組加密演算法,也是一個對稱演算法,加密和解密使用同一個演算法,利用傳統的換位、異或、置換等加密方法。DES是IBM在上個世紀70年代開發的簡密鑰對稱加解密演算法。
加密過程和解密過程的區別:「方向和過程剛好相反」。也就是說「解密過程是加密過程的反過程」,DES演算法解密過程是加密過程的「逆」運算。
以Triple DES為例說明
加密過程:
1、以K1加密
2、以K2解密
3、以K3加密
解密過程(密鑰順序及應用方向與加密過程相反):
1、以K3解密
2、以K2加密
3、以K1解密
說明:K1、K2、K3是密鑰。
2. 加密和解密過程是怎樣進行的
這有很多中加密演算法啊,對稱和非對稱,細分下去還有很多,提出這樣的問題是沒有意義的.對稱的大致的就這蘆灶樣 (key1)--------傳送(key2)
明文--------加密 --------------解密---------原明文
-------發送端-------- -----接收端-------
而非對稱的是這樣的,有兩種情歲激況
(1)明文----加密------密文-----解密------明文
甲方 | | 乙方
私鑰 公鑰
(2)明文-----加密-----密文------解密-------明文
甲方乎嘩襪 | 乙方
公鑰 私鑰
雖然看這簡單,但加密解密過程是不簡單的,需要經過許多運算
3. 文本串加密和解密程序
加密解密函數及用法示例http://hi..com/ypxmaomao/blog/item/6361f5d6fb1e8e2606088b32.html
4. 混合加密系統的過程
本問題所要求的加密,以此為前提:在發送方向接受方發送信息,或接收方向發送方請求信息時,發送方和接收方會在信道上傳遞信息而不希望第三者知道該信息的真正意義。發送方和接收方留存的、不放在信道的傳播的信息是安全的,不會為第三者所知的;放在信道上傳播的信息是不安全的,會被第三者截獲的。
「混合」加密系統,是混合了對稱加密方法和非對稱加密方法的加密通信手段。要解釋混合加密系統,必須以理解對稱加密和非對稱加密為前提。
混合加密系統融合了對稱加密和非對稱加密的優勢,並補足了兩者的缺點。對稱加密速度快,但安全性難以保證;非對稱加密安全性高,但速度慢,無法滿足大量信息的加密傳送。對於兩者的詳述,請參考網路的解釋。為防止喧賓奪主,這里不展開描述。
對稱加密非對稱加密
在此處首先定義三個概念以方便闡述:
1.對稱密鑰:即可用於加密明文,又可用於解密密文。
2.非對稱私鑰:可用於解密密文。
3.非對稱公鑰:可用於加密明文,但無法用於解密密文。
混合加密系統的工作流程,以乙向單方面甲要求信息為例,至於雙向信息交流由同理易得,不做贅述。
1.乙向甲發送請求,希望得到信息。
2.乙創建非對稱私鑰和非對稱公鑰,將非對稱公鑰發送給甲。
3.甲創建明文、對稱公鑰,以對稱公鑰加密明文得到密文,再用非對稱公鑰加密對稱公鑰得到加密後的對稱公鑰。甲再將加密後的對稱公鑰和密文發送給乙。
4.乙用非對稱私鑰解密加密後的對稱公鑰,得到對稱公鑰。乙再用對稱公鑰解密密文,得到所要的明文。
在斜體加粗所標明的,在傳播過程中被第三者截獲的信息有:非對稱公鑰、加密後的對稱公鑰、密文。第三者欲破解密文,必須有對稱公鑰;欲破解加密後的對稱公鑰,必須有非對稱私鑰。而私鑰被乙方保留,第三者無從獲得。故第三者無法得到明文。至此,乙得到了向甲要求的信息,而第三者無從得到信息的真正含義。
這種做法既具有非對稱加密的安全性,因為非對稱密鑰是保密的;又具有對稱加密的高效率,因為用非對稱加密方法加密的是相對短小的對稱密鑰而非要傳輸的大量信息。
從其他角度進行的,更加詳盡的表述請參閱其他文章:
混合加密1混合加密2混合加密3混合加密4
混合加密5
5. des和aes 加解密演算法具體步驟有例子最好
隨著計算機網路和計算機通訊技術的發展,計算機密碼學得到前所未有的重視並迅速普及和發展起來。由於密碼系統的各種性能主要由密碼演算法所決定,不同的演算法決定了不同的密碼體制,而不同的密碼體制又有著不同的優缺點:有的密碼演算法高速簡便,但加解密密鑰相同,密鑰管理困難;有的密碼演算法密鑰管理方便安全,但計算開銷大、處理速度慢。基於此,本文針對兩種典型的密碼演算法DES和RSA的特點進行討論分析,並提出一種以這兩種密碼體制為基礎的混合密碼系統,來實現優勢互補。
1 密碼系統簡介
1.1 密碼系統分類
密碼系統從原理上可分為兩大類,即單密鑰系統和雙密鑰系統。單密鑰系統又稱為對稱密碼系統,其加密密鑰和解密密鑰或者相同,或者實質上相同,即易於從一個密鑰得出另一個,如圖1所示。雙密鑰系統又稱為公開密鑰密碼系統,它有兩個密鑰,一個是公開的,用K1表示,誰都可以使用;另一個是私人密鑰,用K2表示,只由採用此系統的人掌握。從公開的密鑰推不出私人密鑰,如圖2所示。
1.2 兩種密碼系統分析
1.2.1 對稱密碼系統(單鑰密碼系統)
對稱密碼系統中加密和解密均採用同一把密鑰,而且通信雙方必須都要獲得這把密鑰。這就帶來了一系列問題。首先,密鑰本身的發送就存在著風險,如果在發送中丟失,接受方就不可能重新得到密文的內容;其次,多人通信時密鑰的組合的數量會出現爆炸性的膨脹,N個人兩兩通信,需要N*(N-1)/2把密鑰,增加了分發密鑰的代價和難度;最後,由於通信雙方必須事先統一密鑰,才能發送保密的信息,這樣,陌生人之間就無法發送密文了。
1.2.2 公開密鑰密碼系統(雙鑰密碼系統)
公開密鑰密碼系統中,收信人生成兩把數學上關聯但又不同的公鑰和私鑰,私鑰自己保存,把公鑰公布出去,發信人使用收信人的公鑰對通信文件進行加密,收信人收到密文後用私鑰解密。公開密鑰密碼系統的優勢在於,首先,用戶可以把用於加密的鑰匙公開地發給任何人,並且除了持有私有密鑰的收信人之外,無人能解開密文;其次,用戶可以把公開鑰匙發表或刊登出來,使得陌生人之間可以互發保密的通信;最後,公開密鑰密碼系統提供了數字簽字的公開鑒定系統,而這是對稱密碼系統不具備的。
1.3 典型演算法
對稱密碼系統的演算法有DES,AES,RC系列,DEA等,公開密鑰密碼系統的演算法有RSA,Diffie-Hellman, Merkle-Hellman等。
2 DES演算法
DES (Data Encryption Standard,數據加密標准)是一個分組加密演算法,它以64 bit位(8 byte)為分組對數據加密,其中有8 bit奇偶校驗,有效密鑰長度為56 bit。64 位一組的明文從演算法的一端輸入,64 位的密文從另一端輸出。DES演算法的加密和解密用的是同一演算法,它的安全性依賴於所用的密鑰。DES 對64位的明文分組進行操作,通過一個初始置換,將明文分組成左半部分和右半部分,各32位長。然後進行16輪完全相同的運算,這些運算被稱為函數f,在運算過程中數據與密鑰結合。經過16輪後,左、右半部分合在一起經過一個末置換(初始置換的逆置換),完成演算法。在每一輪中,密鑰位移位,然後再從密鑰的56位中選出48位。通過一個擴展置換將數據的右半部分擴展成48位,並通過一個異或操作與48位密鑰結合,通過8個s盒將這48位替代成新的32位數據,再將其置換一次。這些運算構成了函數f。然後,通過另一個異或運算,函數f輸出與左半部分結合,其結果即成為新的右半部分, 原來的右半部分成為新的左半部分。將該操作重復16次,實現DES的16輪運算。
3 RSA演算法
RSA演算法使用兩個密鑰,一個公共密鑰,一個私有密鑰。如用其中一個加密,則可用另一個解密。密鑰長度從40到2048 bit可變。加密時把明文分成塊,塊的大小可變,但不能超過密鑰的長度,RSA演算法把每一塊明文轉化為與密鑰長度相同的密文塊。密鑰越長,加密效果越好,但加密解密的開銷也大,所以要在安全與性能之間折衷考慮,一般64位是較合適的。RSA演算法利用了陷門單向函數的一種可逆模指數運算,描述如下:(1)選擇兩個大素數p和q;(2)計算乘積n=pq和φ(n)=(p-1)(q-1);(3)選擇大於1小於φ(n)的隨機整數e,使得
gcd(e,φ(n))=1;(4)計算d使得de=1modφ(n);(5)對每一個密鑰k=(n,p,q,d,e),定義加密變換為Ek(x)=xemodn,解密變換為Dk(y)=ydmodn,這里x,y∈Zn;(6)以{e,n}為公開密鑰,{p,q,d}為私有密鑰。
4 基於DES和RSA的混合密碼系統
4.1 概述
混合密碼系統充分利用了公鑰密碼和對稱密碼演算法的優點,克服其缺點,解決了每次傳送更新密鑰的問題。發送者自動生成對稱密鑰,用對稱密鑰按照DES演算法加密發送的信息,將生成的密文連同用接受方的公鑰按照RSA演算法加密後的對稱密鑰一起傳送出去。收信者用其密鑰按照RSA演算法解密被加密的密鑰來得到對稱密鑰,並用它來按照DES演算法解密密文。
4.2 具體實現步驟
(1)發信方選擇對稱密鑰K(一般為64位,目前可以達到192位)
(2)發信方加密消息:對明文按64位分組進行操作,通過一個初始置換,將明文分組成左半部分和右半部分。然後進行16輪完全相同的運算,最後,左、右半部分合在一起經過一個末置換(初始置換的逆置換),完成演算法。在每一輪中,密鑰位移位,然後再從密鑰的56位中選出48位。通過一個擴展置換將數據的右半部分擴展成48位,並通過一個異或操作與48位密鑰結合,通過8個S盒將這48位替代成新的32位數據,再將其置換一次。然後通過另一個異或運算,輸出結果與左半部分結合,其結果即成為新的右半部分,原來的右半部分成為新的左半部分。如圖3所示。
(3)收信方產生兩個足夠大的強質數p、q,計算n=p×q和z=(p-1)×(q-1),然後再選取一個與z互素的奇數e,從這個e值找出另一個值d,使之滿足e×d=1 mod (z)條件。以兩組數(n,e) 和 (n,d)分別作為公鑰和私鑰。收信方將公鑰對外公開,從而收信方可以利用收信方的公鑰對 (1)中產生的對稱密鑰的每一位x進行加密變換Ek(x)=xemodn;
(4)發信方將步驟(2)和(3)中得到的消息的密文和對稱密鑰的密文一起發送給收信方;
(5)收信方用(3)中得到的私鑰來對對稱密鑰的每一位y進行解密變換Dk(y)=ydmodn,從而得到(1)中的K;
(6)收信方用對稱密鑰K和DES演算法的逆步驟來對消息進行解密,具體步驟和(2)中恰好相反,也是有16輪迭代。
(7)既可以由收信方保留對稱密鑰K來進行下一次數據通信,也可以由收信方產生新的對稱密鑰,從而使K作廢。
4.3 兩點說明
4.3.1 用公鑰演算法加密密鑰
在混合密碼系統中,公開密鑰演算法不用來加密消息,而用來加密密鑰,這樣做有兩個理由:第一,公鑰演算法比對稱演算法慢,對稱演算法一般比公鑰演算法快一千倍。計算機在大約15年後運行公開密鑰密碼演算法的速度才能比得上現在計算機運行對稱密碼的速度。並且,隨著帶寬需求的增加,比公開密鑰密碼處理更快的加密數據要求越來越多。第二,公開密鑰密碼系統對選擇明文攻擊是脆弱的。密碼分析者只需要加密所有可能的明文,將得到的所有密文與要破解的密文比較,這樣,雖然它不可能恢復解密密鑰,但它能夠確定當前密文所對應的明文。
4.3.2 安全性分析
如果攻擊者無論得到多少密文,都沒有足夠的信息去恢復明文,那麼該密碼系統就是無條件安全的。在理論上,只有一次一密的系統才能真正實現這一點。而在本文所討論的混合密碼系統中,發信方每次可以自由選擇對稱密鑰來加密消息,然後用公鑰演算法來加密對稱密鑰,即用戶可以採用一次一密的方式來進行數據通信,達到上述的無條件安全。
5 小結
基於DES和RSA的混合密碼系統結合了公鑰密碼體制易於密鑰分配的特點和對稱密碼體制易於計算、速度快的特點,為信息的安全傳輸提供了良好的、快捷的途徑,使數據傳輸的密文被破解的幾率大大降低,從而對數據傳輸的安全性形成更有力的保障,並且發信方和收信方對密鑰的操作自由度得到了很大的發揮。
6. RSA加密/解密和簽名/驗簽過程理解
加密是為了防止信息被泄露
簽名是為了防止信息被篡改
第一個場景:戰場上,B要給A傳遞一條消息,內容為某一指令。
RSA的加密過程如下:
(1)A生成一對密鑰(公鑰和私鑰),私鑰不公開,A自己保留。公鑰為公開的,任何人可以獲取。
(2)A傳遞自己的公鑰給B,B用A的公鑰對消息進行加密。
(3)A接收到B加密的消息,利用A自己的私鑰對消息進行解密。
在這個過程中,只有2次傳遞過程,第一次是A傳遞公鑰給B,第二次是B傳遞加密消息給A,即使都被敵方截獲,也沒有危險性,因為只有A的私鑰才能對消息進行解密,防止了消息內容的泄露。
第二個場景:A收到B發的消息後,需要進行回復「收到」。
RSA簽名的過程如下:
(1)A生成一對密鑰(公鑰和私鑰),私鑰不公開,A自己保留。公鑰為公開的,任何人可以獲取。
(2)A給B發送消息,A先計算出消息的消息摘要,然後使用自己的私鑰加密消息摘要,被加密的消息摘要就是簽名.並將簽名和消息本身(簽名原文)一起傳遞給B.(A用自己的私鑰給消息摘要加密成為簽名)
(3)B收到消息後,也會使用和A相同的方法提取消息摘要,然後用A的公鑰解密簽名,並與自己計算出來的消息摘要進行比較-->如果相同則說明消息是A發送給B的,同時,A也無法否認自己發送消息給B的事實.(B使用A的公鑰解密簽名文件的過程,叫做"驗簽")
在這個過程中,只有2次傳遞過程,第一次是A傳遞加簽的消息和消息本身給B,第二次是B獲取A的公鑰,即使都被敵方截獲,也沒有危險性,因為只有A的私鑰才能對消息進行簽名,即使知道了消息內容,也無法偽造帶簽名的回復給B,防止了消息內容的篡改。
但是,綜合兩個場景你會發現,第一個場景雖然被截獲的消息沒有泄露,但是可以利用截獲的公鑰,將假指令進行加密,然後傳遞給A。第二個場景雖然截獲的消息不能被篡改,但是消息的內容可以利用公鑰驗簽來獲得,並不能防止泄露。所以在實際應用中,要根據情況使用,也可以同時使用加密和簽名,比如A和B都有一套自己的公鑰和私鑰,當A要給B發送消息時,先用B的公鑰對消息加密,再對加密的消息使用A的私鑰加簽名,達到既不泄露也不被篡改,更能保證消息的安全性。
總結:公鑰加密、私鑰解密、私鑰簽名、公鑰驗簽。
7. RSA加密、解密、簽名、驗簽的原理及方法
RSA加密是一種非對稱加密。可以在不直接傳遞密鑰的情況下,完成解密。這能夠確保信息的安全性,避免了直接傳遞密鑰所造成的被破解的風險。是由一對密鑰來進行加解密的過程,分別稱為公鑰和私鑰。兩者之間有數學相關,該加密演算法的原理就是對一極大整數做因數分解的困難性來保證安全性。通常個人保存私鑰,公鑰是公開的(可能同時多人持有)。
加密和簽名都是為了安全性考慮,但略有不同。常有人問加密和簽名是用私鑰還是公鑰?其實都是對加密和簽名的作用有所混淆。簡單的說,加密是為了防止信息被泄露,而簽名是為了防止信息被篡改。這里舉2個例子說明。
RSA的加密過程如下:
RSA簽名的過程如下:
總結:公鑰加密、私鑰解密、私鑰簽名、公鑰驗簽。
RSA加密對明文的長度有所限制,規定需加密的明文最大長度=密鑰長度-11(單位是位元組,即byte),所以在加密和解密的過程中需要分塊進行。而密鑰默認是1024位,即1024位/8位-11=128-11=117位元組。所以默認加密前的明文最大長度117位元組,解密密文最大長度為128字。那麼為啥兩者相差11位元組呢?是因為RSA加密使用到了填充模式(padding),即內容不足117位元組時會自動填滿,用到填充模式自然會佔用一定的位元組,而且這部分位元組也是參與加密的。