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 数据加密技术及其相关算法
数据加密技术 所谓数据加密(Data Encryption)技术是指将一个信息(或称明文,plain text)经过加密钥匙(Encryption key)及加密函数转换,变成无意义的密文(cipher text),而接收方则将此密文经过解密函数、解密钥匙(Decryption key)还原成明文。加密技术是网络安全技术的基石。
数据加密技术要求只有在指定的用户或网络下,才能解除密码而获得原来的数据,这就需要给数据发送方和接受方以一些特殊的信息用于加解密,这就是所谓的密钥。其密钥的值是从大量的随机数中选取的。按加密算法分为专用密钥和公开密钥两种。
专用密钥,又称为对称密钥或单密钥,加密和解密时使用同一个密钥,即同一个算法。如DES和MIT的Kerberos算法。单密钥是最简单方式,通信双方必须交换彼此密钥,当需给对方发信息时,用自己的加密密钥进行加密,而在接收方收到数据后,用对方所给的密钥进行解密。当一个文本要加密传送时,该文本用密钥加密构成密文,密文在信道上传送,收到密文后用同一个密钥将密文解出来,形成普通文体供阅读。在对称密钥中,密钥的管理极为重要,一旦密钥丢失,密文将无密可保。这种方式在与多方通信时因为需要保存很多密钥而变得很复杂,而且密钥本身的安全就是一个问题。
对称密钥是最古老的,一般说“密电码”采用的就是对称密钥。由于对称密钥运算量小、速度快、安全强度高,因而目前仍广泛被采用。
DES是一种数据分组的加密算法,它将数据分成长度为64位的数据块,其中8位用作奇偶校验,剩余的56位作为密码的长度。第一步将原文进行置换,得到64位的杂乱无章的数据组;第二步将其分成均等两段;第三步用加密函数进行变换,并在给定的密钥参数条件下,进行多次迭代而得到加密密文。
公开密钥,又称非对称密钥,加密和解密时使用不同的密钥,即不同的算法,虽然两者之间存在一定的关系,但不可能轻易地从一个推导出另一个。有一把公用的加密密钥,有多把解密密钥,如RSA算法。
非对称密钥由于两个密钥(加密密钥和解密密钥)各不相同,因而可以将一个密钥公开,而将另一个密钥保密,同样可以起到加密的作用。
在这种编码过程中,一个密码用来加密消息,而另一个密码用来解密消息。在两个密钥中有一种关系,通常是数学关系。公钥和私钥都是一组十分长的、数字上相关的素数(是另一个大数字的因数)。有一个密钥不足以翻译出消息,因为用一个密钥加密的消息只能用另一个密钥才能解密。每个用户可以得到唯一的一对密钥,一个是公开的,另一个是保密的。公共密钥保存在公共区域,可在用户中传递,甚至可印在报纸上面。而私钥必须存放在安全保密的地方。任何人都可以有你的公钥,但是只有你一个人能有你的私钥。它的工作过程是:“你要我听你的吗?除非你用我的公钥加密该消息,我就可以听你的,因为我知道没有别人在偷听。只有我的私钥(其他人没有)才能解密该消息,所以我知道没有人能读到这个消息。我不必担心大家都有我的公钥,因为它不能用来解密该消息。”
公开密钥的加密机制虽提供了良好的保密性,但难以鉴别发送者,即任何得到公开密钥的人都可以生成和发送报文。数字签名机制提供了一种鉴别方法,以解决伪造、抵赖、冒充和篡改等问题。
数字签名一般采用非对称加密技术(如RSA),通过对整个明文进行某种变换,得到一个值,作为核实签名。接收者使用发送者的公开密钥对签名进行解密运算,如其结果为明文,则签名有效,证明对方的身份是真实的。当然,签名也可以采用多种方式,例如,将签名附在明文之后。数字签名普遍用于银行、电子贸易等。
数字签名不同于手写签字:数字签名随文本的变化而变化,手写签字反映某个人个性特征,是不变的;数字签名与文本信息是不可分割的,而手写签字是附加在文本之后的,与文本信息是分离的。
值得注意的是,能否切实有效地发挥加密机制的作用,关键的问题在于密钥的管理,包括密钥的生存、分发、安装、保管、使用以及作废全过程。
③ 设计一个好的算法通常要考虑哪些要求
数据结构中评价一个好的算法,应该从四个方面来考虑,分别是:
一、算法的正确性。
二、算法的易读性。
三、是算法的健壮性。
四、是算法的时空效率(运行)。
算法的设计取决于数据(逻辑)结构,算法的实现取决于所采用的存储结构。数据的存储结构本质上是其逻辑结构在计算机存储器中的实现。为了全面反映一个数据的逻辑结构,它在内存中的影像包括两个方面,即数据元素之间的信息和数据元素之间的关系。
不同的数据结构有相应的操作。数据的操作是在数据的逻辑结构上定义的操作算法,如检索、插入、删除、更新和排序。
(3)不同行业数据加密计算扩展阅读
该算法的一般性质包括:
1.通用性对于任何符合输入类型的输入数据,都可以根据算法解决问题,并且包保证了计算结构的正确性。
2.算法的每一条指令都必须能够被人或机器执行。
3.确定性算法应该在每一步之后都有明确的下一步指示。也就是说,确保每个步骤都有下一步行动的指示,不缺少或只包含含糊的下一步行动指示。
4.有限算法的执行必须在有限步结束。
④ 常见加密算法原理及概念
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。
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;接收方收到加密后的报文后,结合密钥和解密算法解密组合后得出原始数据。由于加解密算法是公开的,因此在这过程中,密钥的安全传递就成为了至关重要的事了。而密钥通常来说是通过双方协商,以物理的方式传递给对方,或者利用第三方平台传递给对方,一旦这过程出现了密钥泄露,不怀好意的人就能结合相应的算法拦截解密出其加密传输的内容。
对称加密算法拥有着算法公开、计算量小、加密速度和效率高得特定,但是也有着密钥单一、密钥管理困难等缺点。
常见的对称加密算法有:
DES:分组式加密算法,以64位为分组对数据加密,加解密使用同一个算法。
3DES:三重数据加密算法,对每个数据块应用三次DES加密算法。
AES:高级加密标准算法,是美国联邦政府采用的一种区块加密标准,用于替代原先的DES,目前已被广泛应用。
Blowfish:Blowfish算法是一个64位分组及可变密钥长度的对称密钥分组密码算法,可用来加密64比特长度的字符串。
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才能解密,反之亦然。
下图为简单非对称加密算法的常见流程:
发送方Bob从接收方Alice获取其对应的公钥,并结合相应的非对称算法将明文加密后发送给Alice;Alice接收到加密的密文后,结合自己的私钥和非对称算法解密得到明文。这种简单的非对称加密算法的应用其安全性比对称加密算法来说要高,但是其不足之处在于无法确认公钥的来源合法性以及数据的完整性。
非对称加密算法具有安全性高、算法强度负复杂的优点,其缺点为加解密耗时长、速度慢,只适合对少量数据进行加密,其常见算法包括:
RSA :RSA算法基于一个十分简单的数论事实:将两个大素数相乘十分容易,但那时想要对其乘积进行因式分解却极其困难,因此可以将乘积公开作为加密密钥,可用于加密,也能用于签名。
DSA :数字签名算法,仅能用于签名,不能用于加解密。
DSS :数字签名标准,技能用于签名,也可以用于加解密。
ELGamal :利用离散对数的原理对数据进行加解密或数据签名,其速度是最慢的。
单向加密算法常用于提取数据指纹,验证数据的完整性。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。接收方在收到加密的报文后进行解密,将解密获取到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。随后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。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。常见的算法包括:MD5、sha1、sha224等等,其常见用途包括:数字摘要、数字签名等等。
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:
1、公钥加密,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;
2、Diffie-Hellman,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算法的巧妙在于需要安全通信的双方可以用这个方法确定对称密钥。然后可以用这个密钥进行加密和解密。但是注意,这个密钥交换协议/算法只能用于密钥的交换,而不能进行消息的加密和解密。双方确定要用的密钥后,要使用其他对称密钥操作加密算法实际加密和解密消息。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:
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。
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,其组成包括:签证机构CA、注册机构RA、证书吊销列表CRL和证书存取库CB。
PKI采用证书管理公钥,通过第三方可信任CA中心,把用户的公钥和其他用户信息组生成证书,用于验证用户的身份。
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。
CA证书认证的流程如下图,Bob为了向Alice证明自己是Bob和某个公钥是自己的,她便向一个Bob和Alice都信任的CA机构申请证书,Bob先自己生成了一对密钥对(私钥和公钥),把自己的私钥保存在自己电脑上,然后把公钥给CA申请证书,CA接受申请于是给Bob颁发了一个数字证书,证书中包含了Bob的那个公钥以及其它身份信息,当然,CA会计算这些信息的消息摘要并用自己的私钥加密消息摘要(数字签名)一并附在Bob的证书上,以此来证明这个证书就是CA自己颁发的。Alice得到Bob的证书后用CA的证书(自签署的)中的公钥来解密消息摘要,随后将摘要和Bob的公钥发送到CA服务器上进行核对。CA在接收到Alice的核对请求后,会根据Alice提供的信息核对Bob的证书是否合法,如果确认合法则回复Alice证书合法。Alice收到CA的确认回复后,再去使用从证书中获取的Bob的公钥加密邮件然后发送给Bob,Bob接收后再以自己的私钥进行解密。
⑤ 加密算法的常见加密算法
DES(Data Encryption Standard):对称算法,数据加密标准,速度较快,适用于加密大量数据的场合;
3DES(Triple DES):是基于DES的对称算法,对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密,强度更高;
RC2和RC4:对称算法,用变长密钥对大量数据进行加密,比 DES 快;
IDEA(International Data Encryption Algorithm)国际数据加密算法,使用 128 位密钥提供非常强的安全性;
RSA:由 RSA 公司发明,是一个支持变长密钥的公共密钥算法,需要加密的文件块的长度也是可变的,非对称算法; 算法如下:
首先, 找出三个数, p, q, r,其中 p, q 是两个相异的质数, r 是与 (p-1)(q-1) 互质的数......p, q, r 这三个数便是 private key
接着, 找出 m, 使得 rm == 1 mod (p-1)(q-1).....这个 m 一定存在, 因为 r 与 (p-1)(q-1) 互质, 用辗转相除法就可以得到了.....再来, 计算 n = pq.......m, n 这两个数便是 public key
DSA(Digital Signature Algorithm):数字签名算法,是一种标准的 DSS(数字签名标准),严格来说不算加密算法;
AES(Advanced Encryption Standard):高级加密标准,对称算法,是下一代的加密算法标准,速度快,安全级别高,在21世纪AES 标准的一个实现是 Rijndael 算法;
BLOWFISH,它使用变长的密钥,长度可达448位,运行速度很快;
MD5:严格来说不算加密算法,只能说是摘要算法;
对MD5算法简要的叙述可以为:MD5以512位分组来处理输入的信息,且每一分组又被划分为16个32位子分组,经过了一系列的处理后,算法的输出由四个32位分组组成,将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。
在MD5算法中,首先需要对信息进行填充,使其字节长度对512求余的结果等于448。因此,信息的字节长度(Bits Length)将被扩展至N*512+448,即N*64+56个字节(Bytes),N为一个正整数。填充的方法如下,在信息的后面填充一个1和无数个0,直到满足上面的条件时才停止用0对信息的填充。然后,在这个结果后面附加一个以64位二进制表示的填充前信息长度。经过这两步的处理,如今信息字节长度=N*512+448+64=(N+1)*512,即长度恰好是512的整数倍。这样做的原因是为满足后面处理中对信息长度的要求。(可参见MD5算法词条)
PKCS:The Public-Key Cryptography Standards (PKCS)是由美国RSA数据安全公司及其合作伙伴制定的一组公钥密码学标准,其中包括证书申请、证书更新、证书作废表发布、扩展证书内容以及数字签名、数字信封的格式等方面的一系列相关协议。
SSF33,SSF28,SCB2(SM1):国家密码局的隐蔽不公开的商用算法,在国内民用和商用的,除这些都不容许使用外,其他的都可以使用;
⑥ 简述加密技术的基本原理,并指出有哪些常用的加密体制及其代表算法
1、对称加密算法
对称加密算法用来对敏感数据等信息进行加密,常用的算法包括:
DES(Data Encryption Standard):数据加密标准,速度较快,适用于加密大量数据的场合。
3DES(Triple DES):是基于DES,对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密,强度更高。
AES(Advanced Encryption Standard):高级加密标准,是下一代的加密算法标准,速度快,安全级别高;
算法原理
AES 算法基于排列和置换运算。排列是对数据重新进行安排,置换是将一个数据单元替换为另一个。AES 使用几种不同的方法来执行排列和置换运算。
2、非对称算法
常见的非对称加密算法如下:
RSA:由 RSA 公司发明,是一个支持变长密钥的公共密钥算法,需要加密的文件块的长度也是可变的;
DSA(Digital Signature Algorithm):数字签名算法,是一种标准的 DSS(数字签名标准);
ECC(Elliptic Curves Cryptography):椭圆曲线密码编码学。
算法原理——椭圆曲线上的难题
椭圆曲线上离散对数问题ECDLP定义如下:给定素数p和椭圆曲线E,对Q=kP,在已知P,Q 的情况下求出小于p的正整数k。可以证明由k和P计算Q比较容易,而由Q和P计算k则比较困难。
将椭圆曲线中的加法运算与离散对数中的模乘运算相对应,将椭圆曲线中的乘法运算与离散对数中的模幂运算相对应,我们就可以建立基于椭圆曲线的对应的密码体制。
⑦ 数据加密的方法有哪些如题
1. 数据加密标准 传统加密方法有两种,替换和置换.上面的例子采用的就是替换的方法:使用密钥将明文中的每一个字符转换为密 文中的一个字符.而置换仅将明文的字符按不同的顺序重新排列.单独使用这两种方法的任意一种都是不够安全的,但 是将这两种方法结合起来就能提供相当高的安全程度.数据加密标准(Data Encryption Standard,简称DES)就采用了 这种结合算法,它由IBM制定,并在1977年成为美国官方加密标准. DES的工作原理为:将明文分割成许多64位大小的块,每个块用64位密钥进行加密,实际上,密钥由56位数据位和8 位奇偶校验位组成,因此只有256个可能的密码而不是264个.每块先用初始置换方法进行加密,再连续进行16次复杂的 替换,最后再对其施用初始置换的逆.第i步的替换并不是直接利用原始的密钥K,而是由K与i计算出的密钥Ki. DES具有这样的特性,其解密算法与加密算法相同,除了密钥Ki的施加顺序相反以外. 2. 公开密钥加密 多年来,许多人都认为DES并不是真的很安全.事实上,即使不采用智能的方法,随着快速、高度并行的处理器的出 现,强制破解DES也是可能的.公开密钥加密方法使得DES以及类似的传统加密技术过时了.公开密钥加密方法中,加密 算法和加密密钥都是公开的,任何人都可将明文转换成密文.但是相应的解密密钥是保密的(公开密钥方法包括两个密钥, 分别用于加密和解密),而且无法从加密密钥推导出,因此,即使是加密者若未被授权也无法执行相应的解密. 公开密钥加密思想最初是由Diffie和Hellman提出的,最着名的是Rivest、Shamir以及Adleman提出的,现在通常称为 RSA(以三个发明者的首位字母命名)的方法,该方法基于下面的两个事实: 1) 已有确定一个数是不是质数的快速算法; 2) 尚未找到确定一个合数的质因子的快速算法. RSA方法的工作原理如下: 1) 任意选取两个不同的大质数p和q,计算乘积r=p*q; 2) 任意选取一个大整数e,e与(p-1)*(q-1)互质,整数e用做加密密钥.注意:e的选取是很容易的,例如,所有大 于p和q的质数都可用. 3) 确定解密密钥d: d * e = 1 molo(p - 1)*(q - 1) 根据e、p和q可以容易地计算出d. 4) 公开整数r和e,但是不公开d; 5) 将明文P (假设P是一个小于r的整数)加密为密文C,计算方法为: C = Pe molo r 6) 将密文C解密为明文P,计算方法为: P = Cd molo r 然而只根据r和e(不是p和q)要计算出d是不可能的.因此,任何人都可对明文进行加密,但只有授权用户(知道d) 才可对密文解密.
⑧ 数据在网络上传输为什么要加密现在常用的数据加密算法主要有哪些
数据传输加密技术的目的是对传输中的数据流加密,通常有线路加密与端—端加密两种。线路加密侧重在线路上而不考虑信源与信宿,是对保密信息通过各线路采用不同的加密密钥提供安全保护。
端—端加密指信息由发送端自动加密,并且由TCP/IP进行数据包封装,然后作为不可阅读和不可识别的数据穿过互联网,当这些信息到达目的地,将被自动重组、解密,而成为可读的数据。
数据存储加密技术的目的是防止在存储环节上的数据失密,数据存储加密技术可分为密文存储和存取控制两种。前者一般是通过加密算法转换、附加密码、加密模块等方法实现;后者则是对用户资格、权限加以审查和限制,防止非法用户存取数据或合法用户越权存取数据。
常见加密算法
1、DES(Data Encryption Standard):对称算法,数据加密标准,速度较快,适用于加密大量数据的场合;
2、3DES(Triple DES):是基于DES的对称算法,对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密,强度更高;
3、RC2和RC4:对称算法,用变长密钥对大量数据进行加密,比 DES 快;
4、IDEA(International Data Encryption Algorithm)国际数据加密算法,使用 128 位密钥提供非常强的安全性;
5、RSA:由 RSA 公司发明,是一个支持变长密钥的公共密钥算法,需要加密的文件块的长度也是可变的,非对称算法; 算法如下:
首先, 找出三个数,p,q,r,其中 p,q 是两个不相同的质数,r 是与 (p-1)(q-1) 互为质数的数。
p,q,r这三个数便是 private key。接着,找出 m,使得 rm == 1 mod (p-1)(q-1).....这个 m 一定存在,因为 r 与 (p-1)(q-1) 互质,用辗转相除法就可以得到了。再来,计算 n = pq.......m,n 这两个数便是 public key。
6、DSA(Digital Signature Algorithm):数字签名算法,是一种标准的 DSS(数字签名标准),严格来说不算加密算法;
7、AES(Advanced Encryption Standard):高级加密标准,对称算法,是下一代的加密算法标准,速度快,安全级别高,在21世纪AES 标准的一个实现是 Rijndael 算法。
8、BLOWFISH,它使用变长的密钥,长度可达448位,运行速度很快;
9、MD5:严格来说不算加密算法,只能说是摘要算法;
对MD5算法简要的叙述可以为:MD5以512位分组来处理输入的信息,且每一分组又被划分为16个32位子分组,经过了一系列的处理后,算法的输出由四个32位分组组成,将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。
(8)不同行业数据加密计算扩展阅读
数据加密标准
传统加密方法有两种,替换和置换。上面的例子采用的就是替换的方法:使用密钥将明文中的每一个字符转换为密文中的一个字符。而置换仅将明文的字符按不同的顺序重新排列。单独使用这两种方法的任意一种都是不够安全的,但是将这两种方法结合起来就能提供相当高的安全程度。
数据加密标准(Data Encryption Standard,简称DES)就采用了这种结合算法,它由IBM制定,并在1977年成为美国官方加密标准。
DES的工作原理为:将明文分割成许多64位大小的块,每个块用64位密钥进行加密,实际上,密钥由56位数据位和8位奇偶校验位组成,因此只有56个可能的密码而不是64个。
每块先用初始置换方法进行加密,再连续进行16次复杂的替换,最后再对其施用初始置换的逆。第i步的替换并不是直接利用原始的密钥K,而是由K与i计算出的密钥Ki。
DES具有这样的特性,其解密算法与加密算法相同,除了密钥Ki的施加顺序相反以外。
参考资料来源:网络-加密算法
参考资料来源:网络-数据加密
⑨ 几种常用数据加密算法的比较
几种对称性加密算法:AES,DES,3DES
DES是一种分组数据加密技术(先将数据分成固定长度的小数据块,之后进行加密),速度较快,适用于大量数据加密,而3DES是一种基于DES的加密算法,使用3个不同密匙对同一个分组数据块进行3次加密,如此以使得密文强度更高。
相较于DES和3DES算法而言,AES算法有着更高的速度和资源使用效率,安全级别也较之更高了,被称为下一代加密标准。
几种非对称性加密算法:RSA,DSA,ECC
RSA和DSA的安全性及其它各方面性能都差不多,而ECC较之则有着很多的性能优越,包括处理速度,带宽要求,存储空间等等。
几种线性散列算法(签名算法):MD5,SHA1,HMAC
这几种算法只生成一串不可逆的密文,经常用其效验数据传输过程中是否经过修改,因为相同的生成算法对于同一明文只会生成唯一的密文,若相同算法生成的密文不同,则证明传输数据进行过了修改。通常在数据传说过程前,使用MD5和SHA1算法均需要发送和接收数据双方在数据传送之前就知道密匙生成算法,而HMAC与之不同的是需要生成一个密匙,发送方用此密匙对数据进行摘要处理(生成密文),接收方再利用此密匙对接收到的数据进行摘要处理,再判断生成的密文是否相同。
对于各种加密算法的选用:
由于对称加密算法的密钥管理是一个复杂的过程,密钥的管理直接决定着他的安全性,因此当数据量很小时,我们可以考虑采用非对称加密算法。
在实际的操作过程中,我们通常采用的方式是:采用非对称加密算法管理对称算法的密钥,然后用对称加密算法加密数据,这样我们就集成了两类加密算法的优点,既实现了加密速度快的优点,又实现了安全方便管理密钥的优点。
如果在选定了加密算法后,那采用多少位的密钥呢?一般来说,密钥越长,运行的速度就越慢,应该根据的我们实际需要的安全级别来选择,一般来说,RSA建议采用1024位的数字,ECC建议采用160位,AES采用128为即可。