目前使用的加密算法可分為兩大類:對稱加密算法,非對稱加密算法和不可逆加密算法。
對稱加密算法:
對稱加密算法是應用較早的加密算法,技術成熟。在對稱加密算法中,數(shù)據(jù)發(fā)信方將明文(原始數(shù)據(jù))和加密密鑰一起經(jīng)過特殊加密算法處理后,使其變成復雜的加密密文發(fā)送出去。收信方收到密文后,若想解讀原文,則需要使用加密用過的密鑰及相同算法的逆算法對密文進行解密,才能使其恢復成可讀明文。在對稱加密算法中,使用的密鑰只有一個,發(fā)收信雙方都使用這個密鑰對數(shù)據(jù)進行加密和解密,這就要求解密方事先必須知道加密密鑰。對稱加密算法的特點是算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高。不足之處是,交易雙方都使用同樣鑰匙,安全性得不到保證。此外,每對用戶每次使用對稱加密算法時,都需要使用其他人不知道的惟一鑰匙,這會使得發(fā)收信雙方所擁有的鑰匙數(shù)量成幾何級數(shù)增長,密鑰管理成為用戶的負擔。對稱加密算法在分布式網(wǎng)絡系統(tǒng)上使用較為困難,主要是因為密鑰管理困難,使用成本較高。在計算機專網(wǎng)系統(tǒng)中廣泛使用的對稱加密算法有DES和IDEA等。美國國家標準局倡導的AES即將作為新標準取代DES。
非對稱加密算法:
不對稱加密算法使用兩把完全不同但又是完全匹配的一對鑰匙—公鑰和私鑰。在使用不對稱加密算法加密文件時,只有使用匹配的一對公鑰和私鑰,才能完成對明文的加密和解密過程。加密明文時采用公鑰加密,解密密文時使用私鑰才能完成,而且發(fā)信方(加密者)知道收信方的公鑰,只有收信方(解密者)才是唯一知道自己私鑰的人。不對稱加密算法的基本原理是,如果發(fā)信方想發(fā)送只有收信方才能解讀的加密信息,發(fā)信方必須首先知道收信方的公鑰,然后利用收信方的公鑰來加密原文;收信方收到加密密文后,使用自己的私鑰才能解密密文。顯然,采用不對稱加密算法,收發(fā)信雙方在通信之前,收信方必須將自己早已隨機生成的公鑰送給發(fā)信方,而自己保留私鑰。由于不對稱算法擁有兩個密鑰,因而特別適用于分布式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)加密。廣泛應用的不對稱加密算法有RSA算法和美國國家標準局提出的DSA。以不對稱加密算法為基礎的加密技術應用非常廣泛。
不可逆加密算法:
不可逆加密算法的特征是加密過程中不需要使用密鑰,輸入明文后由系統(tǒng)直接經(jīng)過加密算法處理成密文,這種加密后的數(shù)據(jù)是無法被解密的,只有重新輸入明文,并再次經(jīng)過同樣不可逆的加密算法處理,得到相同的加密密文并被系統(tǒng)重新識別后,才能真正解密。顯然,在這類加密過程中,加密是自己,解密還得是自己,而所謂解密,實際上就是重新加一次密,所應用的“密碼”也就是輸入的明文。不可逆加密算法不存在密鑰保管和分發(fā)問題,非常適合在分布式網(wǎng)絡系統(tǒng)上使用,但因加密計算復雜,工作量相當繁重,通常只在數(shù)據(jù)量有限的情形下使用,如廣泛應用在計算機系統(tǒng)中的口令加密,利用的就是不可逆加密算法。近年來,隨著計算機系統(tǒng)性能的不斷提高,不可逆加密的應用領域正在逐漸增大。在計算機網(wǎng)絡中應用較多不可逆加密算法的有RSA公司發(fā)明的MD5算法和由美國國家標準局建議的不可逆加密標準SHS(Secure Hash Standard:安全雜亂信息標準)等。
加密技術
加密算法是加密技術的基礎,任何一種成熟的加密技術都是建立多種加密算法組合,或者加密算法和其他應用軟件有機結合的基礎之上的。
下面我們介紹幾種在計算機網(wǎng)絡應用領域廣泛應用的加密技術。
非否認(Non-repudiation)技術:
該技術的核心是不對稱加密算法的公鑰技術,通過產(chǎn)生一個與用戶認證數(shù)據(jù)有關的數(shù)字簽名來完成。當用戶執(zhí)行某一交易時,這種簽名能夠保證用戶今后無法否認該交易發(fā)生的事實。由于非否認技術的操作過程簡單,而且直接包含在用戶的某類正常的電子交易中,因而成為當前用戶進行電子商務、取得商務信任的重要保證。
PGP(Pretty Good Privacy)技術:
PGP技術是一個基于不對稱加密算法RSA公鑰體系的郵件加密技術,也是一種操作簡單、使用方便、普及程度較高的加密軟件。PGP技術不但可以對電子郵件加密,防止非授權者閱讀信件;還能對電子郵件附加數(shù)字簽名,使收信人能明確了解發(fā)信人的真實身份;也可以在不需要通過任何保密渠道傳遞密鑰的情況下,使人們安全地進行保密通信。PGP技術創(chuàng)造性地把RSA不對稱加密算法的方便性和傳統(tǒng)加密體系結合起來,在數(shù)字簽名和密鑰認證管理機制方面采用了無縫結合的巧妙設計,使其幾乎成為最為流行的公鑰加密軟件包。
數(shù)字簽名(Digital Signature)技術 :
數(shù)字簽名技術是不對稱加密算法的典型應用。數(shù)字簽名的應用過程是,數(shù)據(jù)源發(fā)送方使用自己的私鑰對數(shù)據(jù)校驗和或其他與數(shù)據(jù)內(nèi)容有關的變量進行加密處理,完成對數(shù)據(jù)的合法“簽名”,數(shù)據(jù)接收方則利用對方的公鑰來解讀收到的“數(shù)字簽名”,并將解讀結果用于對數(shù)據(jù)完整性的檢驗,以確認簽名的合法性。數(shù)字簽名技術是在網(wǎng)絡系統(tǒng)虛擬環(huán)境中確認身份的重要技術,完全可以代替現(xiàn)實過程中的“親筆簽字”,在技術和法律上有保證。在公鑰與私鑰管理方面,數(shù)字簽名應用與加密郵件PGP技術正好相反。在數(shù)字簽名應用中,發(fā)送者的公鑰可以很方便地得到,但他的私鑰則需要嚴格保密。
PKI(Public Key Infrastructure)技術:
PKI技術是一種以不對稱加密技術為核心、可以為網(wǎng)絡提供安全服務的公鑰基礎設施。PKI技術最初主要應用在Internet環(huán)境中,為復雜的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供統(tǒng)一的身份認證、數(shù)據(jù)加密和完整性保障機制。由于PKI技術在網(wǎng)絡安全領域所表現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢,因而受到銀行、證券、政府等核心應用系統(tǒng)的青睞。PKI技術既是信息安全技術的核心,也是電子商務的關鍵和基礎技術。由于通過網(wǎng)絡進行的電子商務、電子政務等活動缺少物理接觸,因而使得利用電子方式驗證信任關系變得至關重要,PKI技術恰好能夠有效解決電子商務應用中的機密性、真實性、完整性、不可否認性和存取控制等安全問題。一個實用的PKI體系還必須充分考慮互操作性和可擴展性。PKI體系所包含的認證中心(CA)、注冊中心(RA)、策略管理、密鑰與證書管理、密鑰備份與恢復、撤銷系統(tǒng)等功能模塊應該有機地結合在一起。
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原文標題:淺談加密算法
文章出處:【微信號:Imgtec,微信公眾號:Imagination Tech】歡迎添加關注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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