對稱加密演算法運行速度

A. DES和AES演算法的比較，各自優缺點有哪些

一、數據加密標准不同

1、DES演算法的入口參數有三個：Key、Data、Mode。

其中Key為7個位元組共56位，是DES演算法的工作密鑰；Data為8個位元組64位，是要被加密或被解密的數據；Mode為DES的工作方式,有兩種:加密或解密。

2、AES的基本要求是，採用對稱分組密碼體制，密鑰的長度最少支持為128、192、256，分組長度128位，演算法應易於各種硬體和軟體實現。

因此AES的密鑰長度比DES大， 它也可設定為32比特的任意倍數，最小值為128比特，最大值為256 比特，所以用窮舉法是不可能破解的。

二、運行速度不同

1、作為分組密碼，DES的加密單位僅有64位二進制，這對於數據傳輸來說太小，因為每個分組僅含8個字元，而且其中某些位還要用於奇偶校驗或其他通訊開銷。處理速度慢、加密耗時

2、AES對內存的需求非常低，運算速度快，在有反饋模式、無反饋模式的軟硬體中，Rijndael都表現出非常好的性能。

三、適用范圍不同

1、數據加密標准，速度較快，適用於加密大量數據的場合。DES在安全上是脆弱的，但由於快速DES晶元的大量生產，使得DES仍能暫時繼續使用，為提高安全強度，通常使用獨立密鑰的三級DES

2、AES 適用於8位的小型單片機或者普通的32位微處理器,並且適合用專門的硬體實現，硬體實現能夠使其吞吐量（每秒可以到達的加密/解密bit數）達到十億量級。同樣，其也適用於RFID系統。

B. 對稱加密和非對稱加密有什麼區別

對稱加密和非對稱加密有什麼區別？
對稱加密和非對稱加密有什麼區別？
在互聯網時代，加密技術變得越來越重要。在加密技術中，有兩種常用的跟加密相關的術語叫做對稱加密和非對稱加密。兩種加密技術有不同的優缺點，同時也有各自的應用場景。在本文中，我們將會探討以下問題：對稱加密和非對稱加密有什麼區別？
對稱加密和非對稱加密的區別在於加密和解密所需的密鑰是不同的。對稱加密中，加密和解密使用的是同樣的密鑰，如AES和DES等。這種加密方式對於加密的數據進行保護非常有效，但是它面臨一個重要的問題：如何將密鑰傳遞給接收方？密鑰的傳遞通常通過一種叫做「密鑰交換」的方法完成，這個過程在安全性方面是很容易受到攻擊的。
非對稱加密是一種加密方式，其中加密和解密使用不同的密鑰。公鑰所產生的加密結果只能由其對應的私鑰進行解密。私鑰是只有消息接收者才能訪問的，因此，非對稱密鑰的交換通常要比對稱密鑰的交換更加安全。RSA和ECC是非對稱密鑰的兩種廣泛使用的演算法。
因為對稱加密只需要一個密鑰，所以對稱加密的運行速度非常快。這使得它成為大型文件、媒體文件、流媒體和其他需要高速傳輸數據的應用程序的首選加密方式。相反，由於非對稱加密需要使用復雜的數學演算法，加密和解密速度非常慢，因此它通常不適用於需要快速處理數據的應用程序。
總的來說，對稱加密和非對稱加密各有優劣。對稱加密是更快速、可靠和簡單的一類加密，但密鑰分發的問題一直是一個安全性問題。非對稱加密是安全性更高、密鑰分發更加安全，但在速度方面表現不佳。
綜上所述，對於不同的應用場景和需求，選用合適的加密方式非常重要。對稱加密和非對稱加密（公鑰加密）在計算機安全中具有重要的地位，並且在網路安全領域中發揮著越來越重要的作用。

C. 常用的加密演算法有哪些

對稱密鑰加密

對稱密鑰加密 Symmetric Key Algorithm 又稱為對稱加密、私鑰加密、共享密鑰加密：這類演算法在加密和解密時使用相同的密鑰，或是使用兩個可以簡單的相互推算的密鑰，對稱加密的速度一般都很快。

• 分組密碼

分組密碼 Block Cipher 又稱為「分塊加密」或「塊加密」，將明文分成多個等長的模塊，使用確定的演算法和對稱密鑰對每組分別加密解密。這也就意味著分組密碼的一個優點在於可以實現同步加密，因為各分組間可以相對獨立。

與此相對應的是流密碼：利用密鑰由密鑰流發生器產生密鑰流，對明文串進行加密。與分組密碼的不同之處在於加密輸出的結果不僅與單獨明文相關，而是與一組明文相關。

• DES、3DES

數據加密標准 DES Data Encryption Standard 是由IBM在美國國家安全局NSA授權下研製的一種使用56位密鑰的分組密碼演算法，並於1977年被美國國家標准局NBS公布成為美國商用加密標准。但是因為DES固定的密鑰長度，漸漸不再符合在開放式網路中的安全要求，已經於1998年被移出商用加密標准，被更安全的AES標准替代。

DES使用的Feistel Network網路屬於對稱的密碼結構，對信息的加密和解密的過程極為相似或趨同，使得相應的編碼量和線路傳輸的要求也減半。

DES是塊加密演算法，將消息分成64位，即16個十六進制數為一組進行加密，加密後返回相同大小的密碼塊，這樣，從數學上來說，64位0或1組合，就有2^64種可能排列。DES密鑰的長度同樣為64位，但在加密演算法中，每逢第8位，相應位會被用於奇偶校驗而被演算法丟棄，所以DES的密鑰強度實為56位。

3DES Triple DES，使用不同Key重復三次DES加密，加密強度更高，當然速度也就相應的降低。

• AES

高級加密標准 AES Advanced Encryption Standard 為新一代數據加密標准，速度快，安全級別高。由美國國家標准技術研究所NIST選取Rijndael於2000年成為新一代的數據加密標准。

AES的區塊長度固定為128位，密鑰長度可以是128位、192位或256位。AES演算法基於Substitution Permutation Network代換置列網路，將明文塊和密鑰塊作為輸入，並通過交錯的若干輪代換"Substitution"和置換"Permutation"操作產生密文塊。

AES加密過程是在一個4*4的位元組矩陣（或稱為體State）上運作，初始值為一個明文區塊，其中一個元素大小就是明文區塊中的一個Byte，加密時，基本上各輪加密循環均包含這四個步驟：



• ECC

ECC即 Elliptic Curve Cryptography 橢圓曲線密碼學，是基於橢圓曲線數學建立公開密鑰加密的演算法。ECC的主要優勢是在提供相當的安全等級情況下，密鑰長度更小。

ECC的原理是根據有限域上的橢圓曲線上的點群中的離散對數問題ECDLP，而ECDLP是比因式分解問題更難的問題，是指數級的難度。而ECDLP定義為：給定素數p和橢圓曲線E，對Q＝kP，在已知P，Q 的情況下求出小於p的正整數k。可以證明由k和P計算Q比較容易，而由Q和P計算k則比較困難。

• 數字簽名

數字簽名 Digital Signature 又稱公鑰數字簽名是一種用來確保數字消息或文檔真實性的數學方案。一個有效的數字簽名需要給接收者充足的理由來信任消息的可靠來源，而發送者也無法否認這個簽名，並且這個消息在傳輸過程中確保沒有發生變動。

數字簽名的原理在於利用公鑰加密技術，簽名者將消息用私鑰加密，然後公布公鑰，驗證者就使用這個公鑰將加密信息解密並對比消息。一般而言，會使用消息的散列值來作為簽名對象。

D. 非對稱加密和對稱加密的區別

非對稱加密和對稱加密在加密和解密過程、加密解密速度、傳輸的安全性上都有所不同，具體介紹如下：

1、加密和解密過程不同

對稱加密過程和解密過程使用的同一個密鑰，加密過程相當於用原文+密鑰可以傳輸出密文，同時解密過程用密文-密鑰可以推導出原文。但非對稱加密採用了兩個密鑰，一般使用公鑰進行加密，使用私鑰進行解密。

2、首扒加密解密速度不同

對稱加密解密的速度比較快，適合數據比較長時的使用。非對稱加密和解密花費的時間長、速度相對較慢，只適合對少量數據的使用。

3、傳輸的安全性不同

對稱加密的過程中無法確保密鑰被安全傳遞，密文在傳輸過程中是可能被第三方滾吵截獲的，如果密碼本也被第三方截獲，則傳輸的密碼信息將被第三方破獲，安全性相對較低。

非對稱加密演算法中私鑰是基於不同的演算法生成不同的隨機數，私鑰通過一定的加密演算法推導出公鑰，但私鑰到公鑰的推導過程大芹侍是單向的，也就是說公鑰無法反推導出私鑰。所以安全性較高。