两种常用的加密方法及优缺点

① 常见的加密算法、原理、优缺点、用途

在安全领域，利用密钥加密算法来对通信的过程进行加密是一种常见的安全手段。利用该手段能够保障数据安全通信的三个目标：

而常见的密钥加密算法类型大体可以分为三类：对称加密、非对称加密、单向加密。下面我们来了解下相关的算法原理及其常见的算法。

在加密传输中最初是采用对称密钥方式，也就是加密和解密都用相同的密钥。

1.对称加密算法采用单密钥加密，在通信过程中，数据发送方将原始数据分割成固定大小的块，经过密钥和加密算法逐个加密后，发送给接收方

2.接收方收到加密后的报文后，结合解密算法使用相同密钥解密组合后得出原始数据。

图示：

非对称加密算法采用公钥和私钥两种不同的密码来进行加解密。公钥和私钥是成对存在，公钥是从私钥中提取产生公开给所有人的，如果使用公钥对数据进行加密，那么只有对应的私钥（不能公开）才能解密，反之亦然。N 个用户通信，需要2N个密钥。

非对称密钥加密适合对密钥或身份信息等敏感信息加密，从而在安全性上满足用户的需求。

1.甲使用乙的公钥并结合相应的非对称算法将明文加密后发送给乙，并将密文发送给乙。
2.乙收到密文后，结合自己的私钥和非对称算法解密得到明文，得到最初的明文。

图示：

单向加密算法只能用于对数据的加密，无法被解密，其特点为定长输出、雪崩效应（少量消息位的变化会引起信息摘要的许多位变化）。

单向加密算法常用于提取数据指纹，验证数据的完整性、数字摘要、数字签名等等。

1.发送者将明文通过单向加密算法加密生成定长的密文串，然后传递给接收方。

2.接收方将用于比对验证的明文使用相同的单向加密算法进行加密，得出加密后的密文串。

3.将之与发送者发送过来的密文串进行对比，若发送前和发送后的密文串相一致，则说明传输过程中数据没有损坏；若不一致，说明传输过程中数据丢失了。

图示：

MD5、sha1、sha224等等

密钥交换IKE（Internet Key Exchange）通常是指双方通过交换密钥来实现数据加密和解密

常见的密钥交换方式有下面两种：

将公钥加密后通过网络传输到对方进行解密，这种方式缺点在于具有很大的可能性被拦截破解，因此不常用

DH算法是一种密钥交换算法，其既不用于加密，也不产生数字签名。

DH算法通过双方共有的参数、私有参数和算法信息来进行加密，然后双方将计算后的结果进行交换，交换完成后再和属于自己私有的参数进行特殊算法，经过双方计算后的结果是相同的，此结果即为密钥。

如：

安全性

在整个过程中，第三方人员只能获取p、g两个值，AB双方交换的是计算后的结果，因此这种方式是很安全的。

答案：使用公钥证书

公钥基础设施是一个包括硬件、软件、人员、策略和规程的集合

用于实现基于公钥密码机制的密钥和证书的生成、管理、存储、分发和撤销的功能

签证机构CA、注册机构RA、证书吊销列表CRL和证书存取库CB。

公钥证书是以数字签名的方式声明，它将公钥的值绑定到持有对应私钥的个人、设备或服务身份。公钥证书的生成遵循X.509协议的规定，其内容包括：证书名称、证书版本、序列号、算法标识、颁发者、有效期、有效起始日期、有效终止日期、公钥 、证书签名等等的内容。

1.客户A准备好要传送的数字信息（明文）。（准备明文）

2.客户A对数字信息进行哈希（hash）运算，得到一个信息摘要。（准备摘要）

3.客户A用CA的私钥（SK）对信息摘要进行加密得到客户A的数字签名，并将其附在数字信息上。（用私钥对数字信息进行数字签名）

4.客户A随机产生一个加密密钥（DES密钥），并用此密钥对要发送的信息进行加密，形成密文。 （生成密文）

5.客户A用双方共有的公钥（PK）对刚才随机产生的加密密钥进行加密，将加密后的DES密钥连同密文一起传送给乙。（非对称加密，用公钥对DES密钥进行加密）

6.银行B收到客户A传送过来的密文和加过密的DES密钥，先用自己的私钥（SK）对加密的DES密钥进行解密，得到DES密钥。（用私钥对DES密钥解密）

7.银行B然后用DES密钥对收到的密文进行解密，得到明文的数字信息，然后将DES密钥抛弃（即DES密钥作废）。（解密文）

8.银行B用双方共有的公钥（PK）对客户A的数字签名进行解密，得到信息摘要。银行B用相同的hash算法对收到的明文再进行一次hash运算，得到一个新的信息摘要。（用公钥解密数字签名）

9.银行B将收到的信息摘要和新产生的信息摘要进行比较，如果一致，说明收到的信息没有被修改过。（对比信息摘要和信息）

答案是没法保证CA的公钥没有被篡改。通常操作系统和浏览器会预制一些CA证书在本地。所以发送方应该去那些通过认证的CA处申请数字证书。这样是有保障的。

但是如果系统中被插入了恶意的CA证书，依然可以通过假冒的数字证书发送假冒的发送方公钥来验证假冒的正文信息。所以安全的前提是系统中不能被人插入非法的CA证书。

END

② RSA和DES算法的优缺点、比较

DES算法：

优点：密钥较短，加密处理简单，加解密速度快，适用于加密大量数据的场合。

缺点：密钥单一，不能由其中一个密钥推导出另一个密钥。

RSA算法：

优点：应用广泛，加密密钥和解密密钥不一样，一般加密密钥称为私钥。解密密钥称为公钥，私钥加密后只能用公钥解密,，当然也可以用公钥加密，用私钥解密。

缺点：密钥尺寸大，加解密速度慢，一般用来加密少量数据，比如DES的密钥。

(2)两种常用的加密方法及优缺点扩展阅读：

安全性

RSA的安全性依赖于大数分解，但是否等同于大数分解一直未能得到理论上的证明，因为没有证明破解RSA就一定需要作大数分解。假设存在一种无须分解大数的算法，那它肯定可以修改成为大数分解算法。RSA 的一些变种算法已被证明等价于大数分解。

不管怎样，分解n是最显然的攻击方法。人们已能分解多个十进制位的大素数。因此，模数n必须选大一些，因具体适用情况而定。

③ DES和AES算法的比较，各自优缺点有哪些

一、数据加密标准不同

1、DES算法的入口参数有三个：Key、Data、Mode。

其中Key为7个字节共56位，是DES算法的工作密钥；Data为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密。

2、AES的基本要求是，采用对称分组密码体制，密钥的长度最少支持为128、192、256，分组长度128位，算法应易于各种硬件和软件实现。

因此AES的密钥长度比DES大， 它也可设定为32比特的任意倍数，最小值为128比特，最大值为256 比特，所以用穷举法是不可能破解的。

二、运行速度不同

1、作为分组密码，DES的加密单位仅有64位二进制，这对于数据传输来说太小，因为每个分组仅含8个字符，而且其中某些位还要用于奇偶校验或其他通讯开销。处理速度慢、加密耗时

2、AES对内存的需求非常低，运算速度快，在有反馈模式、无反馈模式的软硬件中，Rijndael都表现出非常好的性能。

三、适用范围不同

1、数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合。DES在安全上是脆弱的，但由于快速DES芯片的大量生产，使得DES仍能暂时继续使用，为提高安全强度，通常使用独立密钥的三级DES

2、AES 适用于8位的小型单片机或者普通的32位微处理器,并且适合用专门的硬件实现，硬件实现能够使其吞吐量（每秒可以到达的加密/解密bit数）达到十亿量级。同样，其也适用于RFID系统。

④ 公钥和对称密钥的优缺点

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算法的介绍
常用的加密方式分为对称密钥加密和非对称密钥加密两种，也称为秘密密钥加密和公开密钥加密。对称密钥加密和解密时使用的密钥是同一个密钥，其优点是加密速度快，缺点是不能作为身份验证，密钥发放困难。常见的对称加密算法有RC2，RC4，DES，3DES，IDEA，SDBI等。

公开密钥加密和解密使用的密钥是不同的密钥，分别称为公钥和私钥，公钥可以公开，私钥则必须保密只能归密钥所有者拥有。其缺点是对大容量的信息加密速度慢，优点是可以作为身份认证，而且密钥发送方式比较简单安全。常见的公开密钥加密算法有RSA，DSA，ECA等。

另外在密码学中经常使用到的是单向散列函数（Hash函数）。Hash函数用于对要传输的数据作运算生成信息摘要，它并不是一种加密机制，但却能产生信息的数字“指纹”，它的目的是为了确保数据没有被修改或变化，保证信息的完整性不被破坏。

Hash函数有三个主要特点：
（1）它能处理任意大小的信息，并将其按信息摘要（Message Digest）方法生成固定大小的数据块，对同一个源数据反复执行Hash函数将总是得到同样的结果。

（2）它是不可预见的。产生的数据块的大小与原始信息看起来没有任何明显关系，原始信息的一个微小变化都会对小数据块产生很大的影响。

（3）它是完全不可逆的，没有办法通过生成的数据块直接恢复源数据。
常见的Hash算法有MD2、MD5和SHA1等。

基于对称密钥加密、公开密钥加密以及安全的Hash函数等基本安全技术和算法，电子商务采用以下几种安全技术来解决电子商务应用中遇到的各种问题：
（1）采用数字信封技术保证数据的传输安全；
（2）采用数字签名和双重数字签名技术进行身份认证并同时保证数据的完整性、完成交易防抵赖；
（3）采用口令字技术或公开密钥技术进行身份认证。
（4）结合数字信封和数字签名就可以满足电子商务安全中对数据的安全性、数据的完整性和交易的不可抵赖性的要求，同时可以使用数字证书来进行交易双方身份的认证。

⑤ 目前常用的加密方法主要有两种

对称加密体系与非对称加密体系

对称密钥加密 对称密钥加密，又称私钥加密，即信息的发送方和接收方用一个密钥去加密和解密数据。它的最大优势是加/解密速度快， 适合于对大数据量进行加密，但密钥管理困难。
非对称密钥加密系统 非对称密钥加密，又称公钥密钥加密。它需要使用一对密钥 来分别完成加密和解密操作，一个公开发布，即公开密钥，另一 个由用户自己秘密保存，即私用密钥。信息发送者用公开密钥去 加密，而信息接收者则用私用密钥去解密。公钥机制灵活，但加密和解密速度却比对称密钥加密慢得多。

⑥ 试比较对称加密算法与非对称加密算法在应用中的优缺点传统密码体制与公钥密码体制的优缺点

1、对称加密算法

优点

加解密的高速度和使用长密钥时的难破解性。

缺点

对称加密算法的安全性取决于加密密钥的保存情况，但要求企业中每一个持有密钥的人都保守秘密是不可能的，他们通常会有意无意的把密钥泄漏出去。如果一个用户使用的密钥被入侵者所获得，入侵者便可以读取该用户密钥加密的所有文档，如果整个企业共用一个加密密钥，那整个企业文档的保密性便无从谈起。

2、非对称加密算法

优点

非对称密钥体制有两种密钥，其中一个是公开的，这样就可以不需要像对称密码那样传输对方的密钥了。这样安全性就大了很多。

缺点

算法强度复杂、安全性依赖于算法与密钥但是由于其算法复杂，而使得加密解密速度没有对称加密解密的速度快。

3、传统密码体制

优点

由于DES加密速度快，适合加密较长的报文。

缺点

通用密钥密码体制的加密密钥和解密密钥是通用的，即发送方和接收方使用同样密钥的密码体制。

4、公钥密码体制

优点

RSA算法的加密密钥和加密算法分开，使得密钥分配更为方便。

RSA算法解决了大量网络用户密钥管理的难题。

缺点

RSA的密钥很长，加密速度慢。

(6)两种常用的加密方法及优缺点扩展阅读

W.Diffie和M.Hellman 1976年在IEEE Trans.on Information刊物上发表了“ New Direction in Cryptography”文章，提出了“非对称密码体制即公开密钥密码体制”的概念，开创了密码学研究的新方向。

在通用密码体制中，得到广泛应用的典型算法是DES算法。DES是由“转置”方式和“换字”方式合成的通用密钥算法，先将明文（或密文）按64位分组，再逐组将64位的明文（或密文），用56位（另有8位奇偶校验位，共64位）的密钥，经过各种复杂的计算和变换，生成64位的密文（或明文），该算法属于分组密码算法。