Ⅰ 數據加密的基本原理是什麼
是一門專門的學問,加密基於不同的原理。
Ⅱ 常見加密演算法原理及概念
在安全領域,利用密鑰加密演算法來對通信的過程進行加密是一種常見的安全手段。利用該手段能夠保障數據安全通信的三個目標:
而常見的密鑰加密演算法類型大體可以分為三類:對稱加密、非對稱加密、單向加密。下面我們來了解下相關的演算法原理及其常見的演算法。
對稱加密演算法採用單密鑰加密,在通信過程中,數據發送方將原始數據分割成固定大小的塊,經過密鑰和加密演算法逐個加密後,發送給接收方;接收方收到加密後的報文後,結合密鑰和解密演算法解密組合後得出原始數據。由於加解密演算法是公開的,因此在這過程中,密鑰的安全傳遞就成為了至關重要的事了。而密鑰通常來說是通過雙方協商,以物理的方式傳遞給對方,或者利用第三方平台傳遞給對方,一旦這過程出現了密鑰泄露,不懷好意的人就能結合相應的演算法攔截解密出其加密傳輸的內容。
對稱加密演算法擁有著演算法公開、計算量小、加密速度和效率高得特定,但是也有著密鑰單一、密鑰管理困難等缺點。
常見的對稱加密演算法有:
DES:分組式加密演算法,以64位為分組對數據加密,加解密使用同一個演算法。
3DES:三重數據加密演算法,對每個數據塊應用三次DES加密演算法。
AES:高級加密標准演算法,是美國聯邦政府採用的一種區塊加密標准,用於替代原先的DES,目前已被廣泛應用。
Blowfish:Blowfish演算法是一個64位分組及可變密鑰長度的對稱密鑰分組密碼演算法,可用來加密64比特長度的字元串。
非對稱加密演算法採用公鑰和私鑰兩種不同的密碼來進行加解密。公鑰和私鑰是成對存在,公鑰是從私鑰中提取產生公開給所有人的,如果使用公鑰對數據進行加密,那麼只有對應的私鑰才能解密,反之亦然。
下圖為簡單非對稱加密演算法的常見流程:
發送方Bob從接收方Alice獲取其對應的公鑰,並結合相應的非對稱演算法將明文加密後發送給Alice;Alice接收到加密的密文後,結合自己的私鑰和非對稱演算法解密得到明文。這種簡單的非對稱加密演算法的應用其安全性比對稱加密演算法來說要高,但是其不足之處在於無法確認公鑰的來源合法性以及數據的完整性。
非對稱加密演算法具有安全性高、演算法強度負復雜的優點,其缺點為加解密耗時長、速度慢,只適合對少量數據進行加密,其常見演算法包括:
RSA :RSA演算法基於一個十分簡單的數論事實:將兩個大素數相乘十分容易,但那時想要對其乘積進行因式分解卻極其困難,因此可以將乘積公開作為加密密鑰,可用於加密,也能用於簽名。
DSA :數字簽名演算法,僅能用於簽名,不能用於加解密。
DSS :數字簽名標准,技能用於簽名,也可以用於加解密。
ELGamal :利用離散對數的原理對數據進行加解密或數據簽名,其速度是最慢的。
單向加密演算法常用於提取數據指紋,驗證數據的完整性。發送者將明文通過單向加密演算法加密生成定長的密文串,然後傳遞給接收方。接收方在收到加密的報文後進行解密,將解密獲取到的明文使用相同的單向加密演算法進行加密,得出加密後的密文串。隨後將之與發送者發送過來的密文串進行對比,若發送前和發送後的密文串相一致,則說明傳輸過程中數據沒有損壞;若不一致,說明傳輸過程中數據丟失了。單向加密演算法只能用於對數據的加密,無法被解密,其特點為定長輸出、雪崩效應。常見的演算法包括:MD5、sha1、sha224等等,其常見用途包括:數字摘要、數字簽名等等。
密鑰交換IKE(Internet Key Exchange)通常是指雙方通過交換密鑰來實現數據加密和解密,常見的密鑰交換方式有下面兩種:
1、公鑰加密,將公鑰加密後通過網路傳輸到對方進行解密,這種方式缺點在於具有很大的可能性被攔截破解,因此不常用;
2、Diffie-Hellman,DH演算法是一種密鑰交換演算法,其既不用於加密,也不產生數字簽名。DH演算法的巧妙在於需要安全通信的雙方可以用這個方法確定對稱密鑰。然後可以用這個密鑰進行加密和解密。但是注意,這個密鑰交換協議/演算法只能用於密鑰的交換,而不能進行消息的加密和解密。雙方確定要用的密鑰後,要使用其他對稱密鑰操作加密演算法實際加密和解密消息。DH演算法通過雙方共有的參數、私有參數和演算法信息來進行加密,然後雙方將計算後的結果進行交換,交換完成後再和屬於自己私有的參數進行特殊演算法,經過雙方計算後的結果是相同的,此結果即為密鑰。
如:
在整個過程中,第三方人員只能獲取p、g兩個值,AB雙方交換的是計算後的結果,因此這種方式是很安全的。
公鑰基礎設施是一個包括硬體、軟體、人員、策略和規程的集合,用於實現基於公鑰密碼機制的密鑰和證書的生成、管理、存儲、分發和撤銷的功能,其組成包括:簽證機構CA、注冊機構RA、證書吊銷列表CRL和證書存取庫CB。
PKI採用證書管理公鑰,通過第三方可信任CA中心,把用戶的公鑰和其他用戶信息組生成證書,用於驗證用戶的身份。
公鑰證書是以數字簽名的方式聲明,它將公鑰的值綁定到持有對應私鑰的個人、設備或服務身份。公鑰證書的生成遵循X.509協議的規定,其內容包括:證書名稱、證書版本、序列號、演算法標識、頒發者、有效期、有效起始日期、有效終止日期、公鑰 、證書簽名等等的內容。
CA證書認證的流程如下圖,Bob為了向Alice證明自己是Bob和某個公鑰是自己的,她便向一個Bob和Alice都信任的CA機構申請證書,Bob先自己生成了一對密鑰對(私鑰和公鑰),把自己的私鑰保存在自己電腦上,然後把公鑰給CA申請證書,CA接受申請於是給Bob頒發了一個數字證書,證書中包含了Bob的那個公鑰以及其它身份信息,當然,CA會計算這些信息的消息摘要並用自己的私鑰加密消息摘要(數字簽名)一並附在Bob的證書上,以此來證明這個證書就是CA自己頒發的。Alice得到Bob的證書後用CA的證書(自簽署的)中的公鑰來解密消息摘要,隨後將摘要和Bob的公鑰發送到CA伺服器上進行核對。CA在接收到Alice的核對請求後,會根據Alice提供的信息核對Bob的證書是否合法,如果確認合法則回復Alice證書合法。Alice收到CA的確認回復後,再去使用從證書中獲取的Bob的公鑰加密郵件然後發送給Bob,Bob接收後再以自己的私鑰進行解密。
Ⅲ 互聯網上的加密原理
互聯網上的加密方式主要分為對稱加密和非對稱加密二種,
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。
需要對加密和解密使用相同密鑰的加密演算法。由於其速度快,對稱性加密通常在消息發送方需要加密大量數據時使用。對稱性加密也稱為密鑰加密。
所謂對稱,就是採用這種加密方法的雙方使用方式用同樣的密鑰進行加密和解密。密鑰是控制加密及解密過程的指令。演算法是一組規則,規定如何進行加密和解密。
加密的安全性不僅取決於加密演算法本身,密鑰管理的安全性更是重要。因為加密和解密都使用同一個密鑰,如何把密鑰安全地傳遞到解密者手上就成了必須要解決的問題。
常用的對稱加密有:DES、IDEA、RC2、RC4、SKIPJACK、RC5、AES演算法等
非對稱加密演算法需要二個秘鑰,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。
明白了互聯網上的加密原理之後,下面來看看瀏覽器與伺服器交互時,瀏覽器想將數據加密後再發送給伺服器,那麼該怎麼做呢?伺服器首先要向瀏覽器出示一份數字證書,瀏覽器看到數字證書後,就可以使用數字證書裡面的公鑰加密數據,所以要想做瀏覽器和伺服器的加密數據傳輸,那麼首先得針對伺服器生成一份數字證書。然後再配置一下伺服器,讓伺服器收到瀏覽器的請求之後,會向瀏覽器出示它的數字證書。
SUN公司提供了製作證書的工具keytool, 在JDK 1.4以後的版本中都包含了這一工具,它的位置為<JAVA_HOME>\bin\keytool.exe
使用keytool生成一個名字為tomcat的證書,存放在.keystore這個密鑰庫中
Ⅳ 無線網路傳輸加密原理
你肯定不會設計一個沒有防火牆的互聯網接入的網路。因此,你怎麼會架設一個沒有加密的無線網路?理解無線加密對於部署一個安全的無線網路是非常重要的。
無線傳輸的安全類似於一個書面信息。有各種各樣的方法來發送一個書面信息。每一種方法都提供一種增強水平的安全和保護這個信息的完整性。你可以發送一張明信片,這樣,這個信息對於看到它的每一個人都是公開的。你可以把這個信息放在信封里,防止有人隨意看到它。如果你確實要保證只有收件人能夠看到這個信息,你就需要給這個信息加密並且保證收件人知道這個信息的解碼方式。
無線數據傳輸也是如此。沒有加密的無線數據是在空中傳輸的,任何在附近的無線設備都有可能截獲這些數據。
使用有線等效協議(WEP)加密你的無線網路可提供最低限度的安全,因為這種加密是很容易破解的。如果你確實要保護你的無線數據,你需要使用WPA(Wi-Fi保護接入)等更安全的加密方式。為了幫助你了解這些選擇,這里簡要介紹一些現有的無線加密和安全技術:
有線等效協議(WEP)
有線等效協議是廠商作為一種偽標准匆忙推出的一種加密方式。廠商要在這個協議標准最後確定下來之前匆忙開始生產無線設備。因此,這個協議後來發現存在一些漏洞。甚至一個初入道的攻擊者也能夠利用這個協議中的安全漏洞。
Wi-Fi保護接入(WPA)
制定Wi-Fi保護接入協議是為了改善或者替換有漏洞的WEP加密方式。WPA提供了比WEP更強大的加密方式,解決了WEP存在的許多弱點。
臨時密鑰完整性協議(TKIP)
TKIP是一種基礎性的技術,允許WPA向下兼容WEP協議和現有的無線硬體。TKIP與WEP一起工作,組成了一個更長的128位密鑰,並根據每個數據包變換密鑰,使這個密鑰比單獨使用WEP協議安全許多倍。
可擴展認證協議(EAP)
有EAP的支持,WPA加密可提供與控制訪問無線網路有關的更多的功能。其方法不是僅根據可能被捕捉或者假冒的MAC地址過濾來控制無線網路的訪問,而是根據公共密鑰基礎設施(PKI)來控制無線網路的訪問。
雖然WPA協議給WEP協議帶來了很大的改善,它比WEP協議安全許多倍,但是,任何加密都比一點都不加密好得多。如果WEP是你的無線設備上擁有的惟一的保護措施,這種保護措施仍然可以阻止隨意地危害你的無線數據並且使大多數新入道的攻擊者尋找沒有保護的無線網路來利用。
Ⅳ HTTPS加密原理
HTTP、HTTPS在我們日常開發中是經常會接觸到的。
我們也都知道,一般 Android 應用開發,在請求 API 網路介面的時候,很多使用的都是 HTTP 協議;使用瀏覽器打開網頁,也是利用 HTTP 協議。看來 HTTP 真是使用廣泛啊,但是,HTTP 是不安全的。利用網路抓包工具就可以知道傳輸中的內容,一覽無余。比如我經常會使用 Fiddler 來抓包,搜集一些有趣的 API 介面。
那麼問題來了,如何保證 HTTP 的安全性呢?基本上所有的人都會脫口而出:使用 HTTPS 協議。99.9% 的人都知道 HTTPS 會將傳輸的內容進行加密,但是接著問具體加密的過程和步驟,很多人就啞口無言了。
為了防止出現這種尷尬的局面,所以今天你就要好好看看這篇的內容了。以後就可以裝個逼,哈哈!
先科普一下,加密演算法的類型基本上分為了兩種:
對稱加密的意思就是說雙方都有一個共同的密鑰,然後通過這個密鑰完成加密和解密,這種加密方式速度快,但是安全性不如非對稱加密好。
舉個例子,現在學霸小明這里有一道數學題的答案:123 。他想把答案傳給自己一直暗戀的小紅。所以他們雙方在考試開考前,約定了一把密鑰:456 。那麼小明就把答案內容經過密鑰加密,即 123 + 456 = 579 ,將 579 寫在小紙條上扔給小紅。如果此時別人撿到了小紙條,不知道他們是加密傳輸的,看到上面的 579 ,會誤以為答案就是 579 ;如果是小紅撿到了,她拿出密鑰解密,579 - 456 = 123 ,得到了正確的答案。
這就是所謂的對稱加密,加解密效率高,速度快,但是雙方任何一方不小心泄露了密鑰,那麼任何人都可以知道傳輸內容了。
講完了對稱加密,我們看看啥是非對稱加密。
非對稱加密就是有兩把密鑰,公鑰和私鑰。私鑰自己藏著,不告訴任何人;而公鑰可以公開給別人。
經過了上次作弊後,小紅發現了對稱加密如果密鑰泄露是一件可怕的事情。所以她和小明決定使用非對稱加密。小紅生成了一對公鑰和私鑰,然後把公鑰公開,小明就得到了公鑰。小明拿到公鑰後,把答案經過公鑰加密,然後傳輸給小紅,小紅再利用自己的私鑰進行解密,得到答案結果。如果在這個過程中,其他人得到傳輸的內容,而他們只有小紅公鑰,是沒有辦法進行解密的,所以也就得不到答案,只有小紅一個人可以解密。
因此,相比較對稱加密而言,非對稱加密安全性更高,但是加解密耗費的時間更長,速度慢。
對稱加密和非對稱加密的具體應用我還是深有體會的,因為所在的公司是做金融支付方面的,所以加解密基本上算是天天見了。
說完加密類型後,我們再來看看 HTTPS 。
我們先來看一個公式:
HTTPS = HTTP + SSL
從這個公式中可以看出,HTTPS 和 HTTP 就差在了 SSL 上。所以我們可以猜到,HTTPS 的加密就是在 SSL 中完成的。
所以我們的目的就是要搞懂在 SSL 中究竟幹了什麼見不得人的事了?
這就要從 CA 證書講起了。CA 證書其實就是數字證書,是由 CA 機構頒發的。至於 CA 機構的權威性,那麼是毋庸置疑的,所有人都是信任它的。CA 證書內一般會包含以下內容:
正好我們把客戶端如何校驗 CA 證書的步驟說下吧。
CA 證書中的 Hash 值,其實是用證書的私鑰進行加密後的值(證書的私鑰不在 CA 證書中)。然後客戶端得到證書後,利用證書中的公鑰去解密該 Hash 值,得到 Hash-a ;然後再利用證書內的簽名 Hash 演算法去生成一個 Hash-b 。最後比較 Hash-a 和 Hash-b 這兩個的值。如果相等,那麼證明了該證書是對的,服務端是可以被信任的;如果不相等,那麼就說明該證書是錯誤的,可能被篡改了,瀏覽器會給出相關提示,無法建立起 HTTPS 連接。除此之外,還會校驗 CA 證書的有效時間和域名匹配等。
接下來我們就來詳細講一下 HTTPS 中的 SSL 握手建立過程,假設現在有客戶端 A 和伺服器 B :
到此,SSL 握手過程就講完了。可能上面的流程太過於復雜,我們簡單地來講:
我們可以發現,在 HTTPS 加密原理的過程中把對稱加密和非對稱加密都利用了起來。即利用了非對稱加密安全性高的特點,又利用了對稱加密速度快,效率高的好處。真的是設計得非常精妙,令人贊不絕口。
好了,HTTPS 加密原理到這就講的差不多了,不知道電腦前的你有沒有看懂呢?
如果有哪裡不明白的地方,可以在底下留言交流。
bye ~~
Ⅵ 數據加密原理是什麼 數據解密原理介紹【詳解】
數據加密和解密,數據加密和解密原理是什麼?
隨著Internet 的普及,大量的數據、文件在Internet 傳送,因此在客觀上就需要一種強有力的安全措施來保護機密數據不被竊取或篡改。我們有幾種方法來加密數據流。所有這些方法都可以用軟體很容易的實現,但是當我們只知道密文的時候,是不容易破譯這些加密演算法的(當同時有原文和密文時,破譯加密演算法雖然也不是很容易,但已經是可能的了) 。最好的加密演算法對系統性能幾乎沒有影響,並且還可以帶來其他內在的優點。例如,大家都知道的pkzip ,它既壓縮數據又加密數據。又如,dbms 的一些軟體包總是包含一些加密方法以使復制文件這一功能對一些敏感數據是無效的,或者需要用戶的密碼。所有這些加判啟悔密演算法都要有高效的加密和解密能力。幸運的是,在所有的加密演算法中最簡單的一種就是“置換表”演算法,這種演算法也能很好達到加密的需要。每一個數據段(總是一個位元組) 對應著“置換表”中的一個偏移量,偏移量所對應的值就輸出成為加密後的文件。加密程序和解密程序都需要一個這樣的“置換表”。事實上,80x86 cpu 系列就有一個指令‘xlat’在硬體級來完成這樣的工作。這種加密演算法比較簡單,加密解密速度都很快,但是一旦這個“置換表”被對方獲得,那這個加密方案就完全被識破了。更進一步講,這種加密演算法對於黑客破譯來講是相當直接的,只要找到一個“置換表”就可以了。對這種“置換表”方式的一個改進就是使用2 個或者更多的“置換表”,這些表都是基於數據流中位元組的位置的,或者基於數據流本身。這時,破譯變的更加困難,因為黑客必須正確的做幾旁皮次變換。通過使用更多的“置換表”,並且按偽隨機的方式使用每個表,這種改進的加密方法已經變的很難破譯。比如,我們可以對所有的偶數位置的數據使用a 表,對所有的奇數位置使用b 表,即使黑客獲得了明文和密文,他想破譯這個加密方案也是非常困難的,除非黑客確切的知道用了兩張表。與使用“置換表”相類似“, 變換數據位置”也在計算機加密中使用。但是,這需要更多的執行時間。從輸入中讀入明文放到一個buffer 中,再在buffer 中對他們重排序,然後按這個順序再輸出。解密程序按相反的順序還原數據。這種方法總是和一些別的加密演算法混合使用,這就使得破譯變的特別的困難,幾乎有些不可能了。例如,有這樣一個詞,變換起字母的順序,slient 可以變為listen ,但所有的字母都沒有變化,沒有增加也沒有減少,但是字母之間的順序已經變化了。但是,還有一種更好的加密演算法,只有計算機可以做,就是字/ 位元組循環移位和xor 操作。如果我們把一個字或位元組在一個數據流內做循環移位,使用多個或變化的方向(左移或右移) ,就可以迅速的產生一個加密的數據流。這種方法是很好的,破譯它就更加困難! 而且,更進一步的是,如果再使用xor操作,按位做異或操作,就就使破譯密碼更加困難了。如果再使用偽隨機的方法,這涉及到要產生一系列的數字,我們可以使用fibbonaci 數列。對數列所產生的數做模運算(例如模3) ,得到一個結果,然後循環移位這個結果的次數,將使破譯次密碼變的幾乎不可能! 但是,使用fibbonaci 數列這種偽隨機的掘正方式所產生的密碼對我們的解密程序來講是非常容易的。在一些情況下,我們想能夠知道數據是否已經被篡改了或被破壞了,這時就需要產生一些校驗碼,並且把這些校驗碼插入到數據流中。這樣做對數據的防偽與程序本身都是有好處的。但是感染計算機程序的病毒才不會在意這些數據或程序是否加過密,是否有數字簽名。所以,加密程序在每次load 到內存要開始執行時,都要檢查一下本身是否被病毒感染,對與需要加、解密的文件都要做這種檢查! 很自然,這樣一種方法體制應該保密的,因為病毒程序的編寫者將會利用這些來破壞別人的程序或數據。因此,在一些反病毒或殺病毒軟體中一定要使用加密技術。
循環冗餘校驗是一種典型的校驗數據的方法。對於每一個數據塊,它使用位循環移位和xor 操作來產生一個16 位或32 位的校驗和,這使得丟失一位或兩個位的錯誤一定會導致校驗和出錯。這種方式很久以來就應用於文件的傳輸,例如xmodem - crc。這是方法已經成為標准,而且有詳細的文檔。但是,基於標准crc 演算法的一種修改演算法對於發現加密數據塊中的錯誤和文件是否被病毒感染是很有效的。
一個好的加密演算法的重要特點之一是具有這種能力:可以指定一個密碼或密鑰,並用它來加密明文,不同的密碼或密鑰產生不同的密文。這又分為兩種方式:對稱密鑰演算法和非對稱密鑰演算法。所謂對稱密鑰演算法就是加密解密都使用相同的密鑰,非對稱密鑰演算法就是加密解密使用不同的密鑰。非常著名的pgp公鑰加密以及rsa 加密方法都是非對稱加密演算法。加密密鑰,即公鑰,與解密密鑰,即私鑰,是非常的不同的。從數學理論上講,幾乎沒有真正不可逆的演算法存在。例如,對於一個輸入‘a’執行一個操作得到結果‘b’,那麼我們可以基於‘b’,做一個相對應的操作,導出輸入‘a’。在一些情況下,對於每一種操作,我們可以得到一個確定的值,或者該操作沒有定義(比如,除數為0) 。對於一個沒有定義的操作來講,基於加密演算法,可以成功地防止把一個公鑰變換成為私鑰。因此,要想破譯非對稱加密演算法,找到那個唯一的密鑰,唯一的方法只能是反復的試驗,而這需要大量的處理時間。
rsa 加密演算法使用了兩個非常大的素數來產生公鑰和私鑰。即使從一個公鑰中通過因數分解可以得到私鑰,但這個運算所包含的計算量是非常巨大的,以至於在現實上是不可行的。加密演算法本身也是很慢的,這使得使用rsa 演算法加密大量的數據變的有些不可行。這就使得一些現實中加密演算法都基於rsa 加密演算法。pgp 演算法(以及大多數基於rsa 演算法的加密方法) 使用公鑰來加密一個對稱加密演算法的密鑰,然後再利用一個快速的對稱加密演算法來加密數據。這個對稱演算法的密鑰是隨機產生的,是保密的,因此,得到這個密鑰的唯一方法就是使用私鑰來解密。
我們舉一個例子: 假定現在要加密一些數據使用密鑰‘12345’。利用rsa 公鑰,使用rsa 演算法加密這個密鑰‘12345’,並把它放在要加密的數據的前面(可能後面跟著一個分割符或文件長度,以區分數據和密鑰) ,然後,使用對稱加密演算法加密正文,使用的密鑰就是‘12345’。當對方收到時,解密程序找到加密過的密鑰,並利用rsa 私鑰解密出來,然後再確定出數據的開始位置,利用密鑰‘12345’來解密數據。這樣就使得一個可靠的經過高效加密的數據安全地傳輸和解密。但並不是經過加密的數據就是絕對安全的,數據加密是肯定可以被破解的,但我們所想要的是一個特定時期的安全,也就是說,密文的破解應該是足夠的困難,在現實上是不可能的,尤其是短時間內。
Ⅶ 常見的加密演算法、原理、優缺點、用途
在安全領域,利用密鑰加密演算法來對通信的過程進行加密是一種常見的安全手段。利用該手段能夠保障數據安全通信的三個目標:
而常見的密鑰加密演算法類型大體可以分為三類:對稱加密、非對稱加密、單向加密。下面我們來了解下相關的演算法原理及其常見的演算法。
在加密傳輸中最初是採用對稱密鑰方式,也就是加密和解密都用相同的密鑰。
1.對稱加密演算法採用單密鑰加密,在通信過程中,數據發送方將原始數據分割成固定大小的塊,經過密鑰和加密演算法逐個加密後,發送給接收方
2.接收方收到加密後的報文後,結合解密演算法使用相同密鑰解密組合後得出原始數據。
圖示:
非對稱加密演算法採用公鑰和私鑰兩種不同的密碼來進行加解密。公鑰和私鑰是成對存在,公鑰是從私鑰中提取產生公開給所有人的,如果使用公鑰對數據進行加密,那麼只有對應的私鑰(不能公開)才能解密,反之亦然。N 個用戶通信,需要2N個密鑰。
非對稱密鑰加密適合對密鑰或身份信息等敏感信息加密,從而在安全性上滿足用戶的需求。
1.甲使用乙的公鑰並結合相應的非對稱演算法將明文加密後發送給乙,並將密文發送給乙。
2.乙收到密文後,結合自己的私鑰和非對稱演算法解密得到明文,得到最初的明文。
圖示:
單向加密演算法只能用於對數據的加密,無法被解密,其特點為定長輸出、雪崩效應(少量消息位的變化會引起信息摘要的許多位變化)。
單向加密演算法常用於提取數據指紋,驗證數據的完整性、數字摘要、數字簽名等等。
1.發送者將明文通過單向加密演算法加密生成定長的密文串,然後傳遞給接收方。
2.接收方將用於比對驗證的明文使用相同的單向加密演算法進行加密,得出加密後的密文串。
3.將之與發送者發送過來的密文串進行對比,若發送前和發送後的密文串相一致,則說明傳輸過程中數據沒有損壞;若不一致,說明傳輸過程中數據丟失了。
圖示:
MD5、sha1、sha224等等
密鑰交換IKE(Internet Key Exchange)通常是指雙方通過交換密鑰來實現數據加密和解密
常見的密鑰交換方式有下面兩種:
將公鑰加密後通過網路傳輸到對方進行解密,這種方式缺點在於具有很大的可能性被攔截破解,因此不常用
DH演算法是一種密鑰交換演算法,其既不用於加密,也不產生數字簽名。
DH演算法通過雙方共有的參數、私有參數和演算法信息來進行加密,然後雙方將計算後的結果進行交換,交換完成後再和屬於自己私有的參數進行特殊演算法,經過雙方計算後的結果是相同的,此結果即為密鑰。
如:
安全性
在整個過程中,第三方人員只能獲取p、g兩個值,AB雙方交換的是計算後的結果,因此這種方式是很安全的。
答案:使用公鑰證書
公鑰基礎設施是一個包括硬體、軟體、人員、策略和規程的集合
用於實現基於公鑰密碼機制的密鑰和證書的生成、管理、存儲、分發和撤銷的功能
簽證機構CA、注冊機構RA、證書吊銷列表CRL和證書存取庫CB。
公鑰證書是以數字簽名的方式聲明,它將公鑰的值綁定到持有對應私鑰的個人、設備或服務身份。公鑰證書的生成遵循X.509協議的規定,其內容包括:證書名稱、證書版本、序列號、演算法標識、頒發者、有效期、有效起始日期、有效終止日期、公鑰 、證書簽名等等的內容。
1.客戶A准備好要傳送的數字信息(明文)。(准備明文)
2.客戶A對數字信息進行哈希(hash)運算,得到一個信息摘要。(准備摘要)
3.客戶A用CA的私鑰(SK)對信息摘要進行加密得到客戶A的數字簽名,並將其附在數字信息上。(用私鑰對數字信息進行數字簽名)
4.客戶A隨機產生一個加密密鑰(DES密鑰),並用此密鑰對要發送的信息進行加密,形成密文。 (生成密文)
5.客戶A用雙方共有的公鑰(PK)對剛才隨機產生的加密密鑰進行加密,將加密後的DES密鑰連同密文一起傳送給乙。(非對稱加密,用公鑰對DES密鑰進行加密)
6.銀行B收到客戶A傳送過來的密文和加過密的DES密鑰,先用自己的私鑰(SK)對加密的DES密鑰進行解密,得到DES密鑰。(用私鑰對DES密鑰解密)
7.銀行B然後用DES密鑰對收到的密文進行解密,得到明文的數字信息,然後將DES密鑰拋棄(即DES密鑰作廢)。(解密文)
8.銀行B用雙方共有的公鑰(PK)對客戶A的數字簽名進行解密,得到信息摘要。銀行B用相同的hash演算法對收到的明文再進行一次hash運算,得到一個新的信息摘要。(用公鑰解密數字簽名)
9.銀行B將收到的信息摘要和新產生的信息摘要進行比較,如果一致,說明收到的信息沒有被修改過。(對比信息摘要和信息)
答案是沒法保證CA的公鑰沒有被篡改。通常操作系統和瀏覽器會預制一些CA證書在本地。所以發送方應該去那些通過認證的CA處申請數字證書。這樣是有保障的。
但是如果系統中被插入了惡意的CA證書,依然可以通過假冒的數字證書發送假冒的發送方公鑰來驗證假冒的正文信息。所以安全的前提是系統中不能被人插入非法的CA證書。
END