1. DES加密过程和解密过程的区别
数据加密标准DES(Data Encryption Standard)算法是一个分组加密算法,也是一个对称算法,加密和解密使用同一个算法,利用传统的换位、异或、置换等加密方法。DES是IBM在上个世纪70年代开发的简密钥对称加解密算法。
加密过程和解密过程的区别:“方向和过程刚好相反”。也就是说“解密过程是加密过程的反过程”,DES算法解密过程是加密过程的“逆”运算。
以Triple DES为例说明
加密过程:
1、以K1加密
2、以K2解密
3、以K3加密
解密过程(密钥顺序及应用方向与加密过程相反):
1、以K3解密
2、以K2加密
3、以K1解密
说明:K1、K2、K3是密钥。
2. 加密和解密过程是怎样进行的
这有很多中加密算法啊,对称和非对称,细分下去还有很多,提出这样的问题是没有意义的.对称的大致的就这芦灶样 (key1)--------传送(key2)
明文--------加密 --------------解密---------原明文
-------发送端-------- -----接收端-------
而非对称的是这样的,有两种情岁激况
(1)明文----加密------密文-----解密------明文
甲方 | | 乙方
私钥 公钥
(2)明文-----加密-----密文------解密-------明文
甲方乎哗袜 | 乙方
公钥 私钥
虽然看这简单,但加密解密过程是不简单的,需要经过许多运算
3. 文本串加密和解密程序
加密解密函数及用法示例http://hi..com/ypxmaomao/blog/item/6361f5d6fb1e8e2606088b32.html
4. 混合加密系统的过程
本问题所要求的加密,以此为前提:在发送方向接受方发送信息,或接收方向发送方请求信息时,发送方和接收方会在信道上传递信息而不希望第三者知道该信息的真正意义。发送方和接收方留存的、不放在信道的传播的信息是安全的,不会为第三者所知的;放在信道上传播的信息是不安全的,会被第三者截获的。
“混合”加密系统,是混合了对称加密方法和非对称加密方法的加密通信手段。要解释混合加密系统,必须以理解对称加密和非对称加密为前提。
混合加密系统融合了对称加密和非对称加密的优势,并补足了两者的缺点。对称加密速度快,但安全性难以保证;非对称加密安全性高,但速度慢,无法满足大量信息的加密传送。对于两者的详述,请参考网络的解释。为防止喧宾夺主,这里不展开描述。
对称加密非对称加密
在此处首先定义三个概念以方便阐述:
1.对称密钥:即可用于加密明文,又可用于解密密文。
2.非对称私钥:可用于解密密文。
3.非对称公钥:可用于加密明文,但无法用于解密密文。
混合加密系统的工作流程,以乙向单方面甲要求信息为例,至于双向信息交流由同理易得,不做赘述。
1.乙向甲发送请求,希望得到信息。
2.乙创建非对称私钥和非对称公钥,将非对称公钥发送给甲。
3.甲创建明文、对称公钥,以对称公钥加密明文得到密文,再用非对称公钥加密对称公钥得到加密后的对称公钥。甲再将加密后的对称公钥和密文发送给乙。
4.乙用非对称私钥解密加密后的对称公钥,得到对称公钥。乙再用对称公钥解密密文,得到所要的明文。
在斜体加粗所标明的,在传播过程中被第三者截获的信息有:非对称公钥、加密后的对称公钥、密文。第三者欲破解密文,必须有对称公钥;欲破解加密后的对称公钥,必须有非对称私钥。而私钥被乙方保留,第三者无从获得。故第三者无法得到明文。至此,乙得到了向甲要求的信息,而第三者无从得到信息的真正含义。
这种做法既具有非对称加密的安全性,因为非对称密钥是保密的;又具有对称加密的高效率,因为用非对称加密方法加密的是相对短小的对称密钥而非要传输的大量信息。
从其他角度进行的,更加详尽的表述请参阅其他文章:
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 加解密算法具体步骤有例子最好
随着计算机网络和计算机通讯技术的发展,计算机密码学得到前所未有的重视并迅速普及和发展起来。由于密码系统的各种性能主要由密码算法所决定,不同的算法决定了不同的密码体制,而不同的密码体制又有着不同的优缺点:有的密码算法高速简便,但加解密密钥相同,密钥管理困难;有的密码算法密钥管理方便安全,但计算开销大、处理速度慢。基于此,本文针对两种典型的密码算法DES和RSA的特点进行讨论分析,并提出一种以这两种密码体制为基础的混合密码系统,来实现优势互补。
1 密码系统简介
1.1 密码系统分类
密码系统从原理上可分为两大类,即单密钥系统和双密钥系统。单密钥系统又称为对称密码系统,其加密密钥和解密密钥或者相同,或者实质上相同,即易于从一个密钥得出另一个,如图1所示。双密钥系统又称为公开密钥密码系统,它有两个密钥,一个是公开的,用K1表示,谁都可以使用;另一个是私人密钥,用K2表示,只由采用此系统的人掌握。从公开的密钥推不出私人密钥,如图2所示。
1.2 两种密码系统分析
1.2.1 对称密码系统(单钥密码系统)
对称密码系统中加密和解密均采用同一把密钥,而且通信双方必须都要获得这把密钥。这就带来了一系列问题。首先,密钥本身的发送就存在着风险,如果在发送中丢失,接受方就不可能重新得到密文的内容;其次,多人通信时密钥的组合的数量会出现爆炸性的膨胀,N个人两两通信,需要N*(N-1)/2把密钥,增加了分发密钥的代价和难度;最后,由于通信双方必须事先统一密钥,才能发送保密的信息,这样,陌生人之间就无法发送密文了。
1.2.2 公开密钥密码系统(双钥密码系统)
公开密钥密码系统中,收信人生成两把数学上关联但又不同的公钥和私钥,私钥自己保存,把公钥公布出去,发信人使用收信人的公钥对通信文件进行加密,收信人收到密文后用私钥解密。公开密钥密码系统的优势在于,首先,用户可以把用于加密的钥匙公开地发给任何人,并且除了持有私有密钥的收信人之外,无人能解开密文;其次,用户可以把公开钥匙发表或刊登出来,使得陌生人之间可以互发保密的通信;最后,公开密钥密码系统提供了数字签字的公开鉴定系统,而这是对称密码系统不具备的。
1.3 典型算法
对称密码系统的算法有DES,AES,RC系列,DEA等,公开密钥密码系统的算法有RSA,Diffie-Hellman, Merkle-Hellman等。
2 DES算法
DES (Data Encryption Standard,数据加密标准)是一个分组加密算法,它以64 bit位(8 byte)为分组对数据加密,其中有8 bit奇偶校验,有效密钥长度为56 bit。64 位一组的明文从算法的一端输入,64 位的密文从另一端输出。DES算法的加密和解密用的是同一算法,它的安全性依赖于所用的密钥。DES 对64位的明文分组进行操作,通过一个初始置换,将明文分组成左半部分和右半部分,各32位长。然后进行16轮完全相同的运算,这些运算被称为函数f,在运算过程中数据与密钥结合。经过16轮后,左、右半部分合在一起经过一个末置换(初始置换的逆置换),完成算法。在每一轮中,密钥位移位,然后再从密钥的56位中选出48位。通过一个扩展置换将数据的右半部分扩展成48位,并通过一个异或操作与48位密钥结合,通过8个s盒将这48位替代成新的32位数据,再将其置换一次。这些运算构成了函数f。然后,通过另一个异或运算,函数f输出与左半部分结合,其结果即成为新的右半部分, 原来的右半部分成为新的左半部分。将该操作重复16次,实现DES的16轮运算。
3 RSA算法
RSA算法使用两个密钥,一个公共密钥,一个私有密钥。如用其中一个加密,则可用另一个解密。密钥长度从40到2048 bit可变。加密时把明文分成块,块的大小可变,但不能超过密钥的长度,RSA算法把每一块明文转化为与密钥长度相同的密文块。密钥越长,加密效果越好,但加密解密的开销也大,所以要在安全与性能之间折衷考虑,一般64位是较合适的。RSA算法利用了陷门单向函数的一种可逆模指数运算,描述如下:(1)选择两个大素数p和q;(2)计算乘积n=pq和φ(n)=(p-1)(q-1);(3)选择大于1小于φ(n)的随机整数e,使得
gcd(e,φ(n))=1;(4)计算d使得de=1modφ(n);(5)对每一个密钥k=(n,p,q,d,e),定义加密变换为Ek(x)=xemodn,解密变换为Dk(y)=ydmodn,这里x,y∈Zn;(6)以{e,n}为公开密钥,{p,q,d}为私有密钥。
4 基于DES和RSA的混合密码系统
4.1 概述
混合密码系统充分利用了公钥密码和对称密码算法的优点,克服其缺点,解决了每次传送更新密钥的问题。发送者自动生成对称密钥,用对称密钥按照DES算法加密发送的信息,将生成的密文连同用接受方的公钥按照RSA算法加密后的对称密钥一起传送出去。收信者用其密钥按照RSA算法解密被加密的密钥来得到对称密钥,并用它来按照DES算法解密密文。
4.2 具体实现步骤
(1)发信方选择对称密钥K(一般为64位,目前可以达到192位)
(2)发信方加密消息:对明文按64位分组进行操作,通过一个初始置换,将明文分组成左半部分和右半部分。然后进行16轮完全相同的运算,最后,左、右半部分合在一起经过一个末置换(初始置换的逆置换),完成算法。在每一轮中,密钥位移位,然后再从密钥的56位中选出48位。通过一个扩展置换将数据的右半部分扩展成48位,并通过一个异或操作与48位密钥结合,通过8个S盒将这48位替代成新的32位数据,再将其置换一次。然后通过另一个异或运算,输出结果与左半部分结合,其结果即成为新的右半部分,原来的右半部分成为新的左半部分。如图3所示。
(3)收信方产生两个足够大的强质数p、q,计算n=p×q和z=(p-1)×(q-1),然后再选取一个与z互素的奇数e,从这个e值找出另一个值d,使之满足e×d=1 mod (z)条件。以两组数(n,e) 和 (n,d)分别作为公钥和私钥。收信方将公钥对外公开,从而收信方可以利用收信方的公钥对 (1)中产生的对称密钥的每一位x进行加密变换Ek(x)=xemodn;
(4)发信方将步骤(2)和(3)中得到的消息的密文和对称密钥的密文一起发送给收信方;
(5)收信方用(3)中得到的私钥来对对称密钥的每一位y进行解密变换Dk(y)=ydmodn,从而得到(1)中的K;
(6)收信方用对称密钥K和DES算法的逆步骤来对消息进行解密,具体步骤和(2)中恰好相反,也是有16轮迭代。
(7)既可以由收信方保留对称密钥K来进行下一次数据通信,也可以由收信方产生新的对称密钥,从而使K作废。
4.3 两点说明
4.3.1 用公钥算法加密密钥
在混合密码系统中,公开密钥算法不用来加密消息,而用来加密密钥,这样做有两个理由:第一,公钥算法比对称算法慢,对称算法一般比公钥算法快一千倍。计算机在大约15年后运行公开密钥密码算法的速度才能比得上现在计算机运行对称密码的速度。并且,随着带宽需求的增加,比公开密钥密码处理更快的加密数据要求越来越多。第二,公开密钥密码系统对选择明文攻击是脆弱的。密码分析者只需要加密所有可能的明文,将得到的所有密文与要破解的密文比较,这样,虽然它不可能恢复解密密钥,但它能够确定当前密文所对应的明文。
4.3.2 安全性分析
如果攻击者无论得到多少密文,都没有足够的信息去恢复明文,那么该密码系统就是无条件安全的。在理论上,只有一次一密的系统才能真正实现这一点。而在本文所讨论的混合密码系统中,发信方每次可以自由选择对称密钥来加密消息,然后用公钥算法来加密对称密钥,即用户可以采用一次一密的方式来进行数据通信,达到上述的无条件安全。
5 小结
基于DES和RSA的混合密码系统结合了公钥密码体制易于密钥分配的特点和对称密码体制易于计算、速度快的特点,为信息的安全传输提供了良好的、快捷的途径,使数据传输的密文被破解的几率大大降低,从而对数据传输的安全性形成更有力的保障,并且发信方和收信方对密钥的操作自由度得到了很大的发挥。
6. RSA加密/解密和签名/验签过程理解
加密是为了防止信息被泄露
签名是为了防止信息被篡改
第一个场景:战场上,B要给A传递一条消息,内容为某一指令。
RSA的加密过程如下:
(1)A生成一对密钥(公钥和私钥),私钥不公开,A自己保留。公钥为公开的,任何人可以获取。
(2)A传递自己的公钥给B,B用A的公钥对消息进行加密。
(3)A接收到B加密的消息,利用A自己的私钥对消息进行解密。
在这个过程中,只有2次传递过程,第一次是A传递公钥给B,第二次是B传递加密消息给A,即使都被敌方截获,也没有危险性,因为只有A的私钥才能对消息进行解密,防止了消息内容的泄露。
第二个场景:A收到B发的消息后,需要进行回复“收到”。
RSA签名的过程如下:
(1)A生成一对密钥(公钥和私钥),私钥不公开,A自己保留。公钥为公开的,任何人可以获取。
(2)A给B发送消息,A先计算出消息的消息摘要,然后使用自己的私钥加密消息摘要,被加密的消息摘要就是签名.并将签名和消息本身(签名原文)一起传递给B.(A用自己的私钥给消息摘要加密成为签名)
(3)B收到消息后,也会使用和A相同的方法提取消息摘要,然后用A的公钥解密签名,并与自己计算出来的消息摘要进行比较-->如果相同则说明消息是A发送给B的,同时,A也无法否认自己发送消息给B的事实.(B使用A的公钥解密签名文件的过程,叫做"验签")
在这个过程中,只有2次传递过程,第一次是A传递加签的消息和消息本身给B,第二次是B获取A的公钥,即使都被敌方截获,也没有危险性,因为只有A的私钥才能对消息进行签名,即使知道了消息内容,也无法伪造带签名的回复给B,防止了消息内容的篡改。
但是,综合两个场景你会发现,第一个场景虽然被截获的消息没有泄露,但是可以利用截获的公钥,将假指令进行加密,然后传递给A。第二个场景虽然截获的消息不能被篡改,但是消息的内容可以利用公钥验签来获得,并不能防止泄露。所以在实际应用中,要根据情况使用,也可以同时使用加密和签名,比如A和B都有一套自己的公钥和私钥,当A要给B发送消息时,先用B的公钥对消息加密,再对加密的消息使用A的私钥加签名,达到既不泄露也不被篡改,更能保证消息的安全性。
总结:公钥加密、私钥解密、私钥签名、公钥验签。
7. RSA加密、解密、签名、验签的原理及方法
RSA加密是一种非对称加密。可以在不直接传递密钥的情况下,完成解密。这能够确保信息的安全性,避免了直接传递密钥所造成的被破解的风险。是由一对密钥来进行加解密的过程,分别称为公钥和私钥。两者之间有数学相关,该加密算法的原理就是对一极大整数做因数分解的困难性来保证安全性。通常个人保存私钥,公钥是公开的(可能同时多人持有)。
加密和签名都是为了安全性考虑,但略有不同。常有人问加密和签名是用私钥还是公钥?其实都是对加密和签名的作用有所混淆。简单的说,加密是为了防止信息被泄露,而签名是为了防止信息被篡改。这里举2个例子说明。
RSA的加密过程如下:
RSA签名的过程如下:
总结:公钥加密、私钥解密、私钥签名、公钥验签。
RSA加密对明文的长度有所限制,规定需加密的明文最大长度=密钥长度-11(单位是字节,即byte),所以在加密和解密的过程中需要分块进行。而密钥默认是1024位,即1024位/8位-11=128-11=117字节。所以默认加密前的明文最大长度117字节,解密密文最大长度为128字。那么为啥两者相差11字节呢?是因为RSA加密使用到了填充模式(padding),即内容不足117字节时会自动填满,用到填充模式自然会占用一定的字节,而且这部分字节也是参与加密的。