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哪种加密算法不符合安全要求

keros@mark 2022-10-22 资讯中心

很高兴和大家一起分享哪种加密算法不符合安全要求的知识,希望对各位有所帮助。

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现在哪种加密算法安全?aes,IDEA,RC系,Tirple DES,CAST5,Blowfish

aes-256和RSA-2048绝对可以,用RSA加密密匙,aes加密数据,因为非对称算法加密数据速度实在太慢,所以用非对称算法加密数据根本行不通,但是安全性非常高。

快速了解常用的对称加密算法,再也不用担心面试官的刨根问底

加密算法通常被分为两种: 对称加密 和 非对称加密 。其中,对称加密算法在加密和解密时使用的密钥相同;非对称加密算法在加密和解密时使用的密钥不同,分为公钥和私钥。此外,还有一类叫做 消息摘要算法 ,是对数据进行摘要并且不可逆的算法。

这次我们了解一下对称加密算法。

对称加密算法在加密和解密时使用的密钥相同,或是使用两个可以简单地相互推算的密钥。在大多数的对称加密算法中,加密和解密的密钥是相同的。

它要求双方在安全通信之前,商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥,泄漏密钥就意味着任何人都可以对他们发送的信息进行解密,这也是对称加密算法的主要缺点之一。

常见的对称加密算法有:DES算法、3DES算法、aes算法。

DES算法(Data Encryption Standard)是一种常见的分组加密算法。

分组加密算法是将明文分成固定长度的组,每一组都采用同一密钥和算法进行加密,输出也是固定长度的密文。

由IBM公司在1972年研制,1976年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准(FIPS),随后在国际上广泛流传开来。

在DES算法中,密钥固定长度为64位。明文按64位进行分组,分组后的明文组和密钥按位置换或交换的方法形成密文组,然后再把密文组拼装成密文。

密钥的每个第八位设置为奇偶校验位,也就是第8、16、24、32、40、48、56、64位,所以密钥的实际参与加密的长度为56位。

我们用Java写个例子:

运行结果如下:

DES现在已经不是一种安全的加密方法,主要因为它使用的密钥过短,很容易被暴力破解。

3DES算法(Triple Data Encryption Algorithm)是DES算法的升级版本,相当于是对明文进行了三次DES加密。

由于计算机运算能力的增强,DES算法由于密钥长度过低容易被暴力破解;3DES算法提供了一种相对简单的方法,即通过增加DES的密钥长度来避免类似的攻击,而不是设计一种全新的块密码算法。

在DES算法中,密钥固定长度为192位。在加密和解密时,密钥会被分为3个64位的密钥。

加密过程如下:

解密过程如下:

我们用Java写个例子:

运行结果如下:

虽然3DES算法在安全性上有所提升,但是因为使用了3次DES算法,加密和解密速度比较慢。

aes(Advanced Encryption Standard,高级加密标准)主要是为了取代DES加密算法的,虽然出现了3DES的加密方法,但由于它的加密时间是DES算法的3倍多,密钥位数还是不能满足对安全性的要求。

1997年1月2号,美国国家标准与技术研究院(NIST)宣布希望征集高级加密标准,用以取代DES。全世界很多密码工作者都提交了自己设计的算法。经过甄选流程,高级加密标准由美国国家标准与技术研究院于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197,并在2002年5月26日成为有效的标准。

该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计,结合两位作者的名字,以 Rijndael 为名投稿高级加密标准的甄选流程。

aes算法的密钥长度是固定,密钥的长度可以使用128位、192位或256位。

aes算法也是一种分组加密算法,其分组长度只能是128位。分组后的明文组和密钥使用几种不同的方法来执行排列和置换运算形成密文组,然后再把密文组拼装成密文。

我们用Java写个例子:

运行结果如下:

aes算法是目前应用最广泛的对称加密算法。

对称加密算法在加密和解密时使用的密钥相同,常见的对称加密算法有:DES算法、3DES算法、aes算法。

由于安全性低、加密解密效率低,DES算法和3DES算法是不推荐使用的,aes算法是目前应用最广泛的对称加密算法。

不安全的加密算法不包括什么?

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。

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。

非对称加密算法的缺点有哪些?

最大的缺点是计算速度的问题,非对称加密基本都是基于数学难题,计算比较麻烦,

非对称加密的缺点是加密和解密花费时间长、速度慢,在某些极端情况下,甚至能比对称加密慢上1000倍。以此非对称加密算法只适合对少量数据进行加密。

非对称加密算法 (RSA、DSA、ECC、DH)

非对称加密需要两个密钥:公钥(publickey) 和私钥 (privatekey)。公钥和私钥是一对,如果用公钥对数据加密,那么只能用对应的私钥解密。如果用私钥对数据加密,只能用对应的公钥进行解密。因为加密和解密用的是不同的密钥,所以称为非对称加密。

非对称加密算法的保密性好,它消除了最终用户交换密钥的需要。但是加解密速度要远远慢于对称加密,在某些极端情况下,甚至能比对称加密慢上1000倍。

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。对称密码体制中只有一种密钥,并且是非公开的,如果要解密就得让对方知道密钥。所以保证其安全性就是保证密钥的安全,而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。

RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC (椭圆曲线加密算法)。使用最广泛的是 RSA 算法,Elgamal 是另一种常用的非对称加密算法。

收信者是唯一能够解开加密信息的人,因此收信者手里的必须是私钥。发信者手里的是公钥,其它人知道公钥没有关系,因为其它人发来的信息对收信者没有意义。

客户端需要将认证标识传送给服务器,此认证标识 (可能是一个随机数) 其它客户端可以知道,因此需要用私钥加密,客户端保存的是私钥。服务器端保存的是公钥,其它服务器知道公钥没有关系,因为客户端不需要登录其它服务器。

数字签名是为了表明信息没有受到伪造,确实是信息拥有者发出来的,附在信息原文的后面。就像手写的签名一样,具有不可抵赖性和简洁性。

简洁性:对信息原文做哈希运算,得到消息摘要,信息越短加密的耗时越少。

不可抵赖性:信息拥有者要保证签名的唯一性,必须是唯一能够加密消息摘要的人,因此必须用私钥加密 (就像字迹他人无法学会一样),得到签名。如果用公钥,那每个人都可以伪造签名了。

问题起源:对1和3,发信者怎么知道从网上获取的公钥就是真的?没有遭受中间人攻击?

这样就需要第三方机构来保证公钥的合法性,这个第三方机构就是 CA (Certificate Authority),证书中心。

CA 用自己的私钥对信息原文所有者发布的公钥和相关信息进行加密,得出的内容就是数字证书。

信息原文的所有者以后发布信息时,除了带上自己的签名,还带上数字证书,就可以保证信息不被篡改了。信息的接收者先用 CA给的公钥解出信息所有者的公钥,这样可以保证信息所有者的公钥是真正的公钥,然后就能通过该公钥证明数字签名是否真实了。

RSA 是目前最有影响力的公钥加密算法,该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,即公钥,而两个大素数组合成私钥。公钥是可发布的供任何人使用,私钥则为自己所有,供解密之用。

A 要把信息发给 B 为例,确定角色:A 为加密者,B 为解密者。首先由 B 随机确定一个 KEY,称之为私钥,将这个 KEY 始终保存在机器 B 中而不发出来;然后,由这个 KEY 计算出另一个 KEY,称之为公钥。这个公钥的特性是几乎不可能通过它自身计算出生成它的私钥。接下来通过网络把这个公钥传给 A,A 收到公钥后,利用公钥对信息加密,并把密文通过网络发送到 B,最后 B 利用已知的私钥,就能对密文进行解码了。以上就是 RSA 算法的工作流程。

由于进行的都是大数计算,使得 RSA 最快的情况也比 DES 慢上好几倍,无论是软件还是硬件实现。速度一直是 RSA 的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。RSA 的速度是对应同样安全级别的对称密码算法的1/1000左右。

比起 DES 和其它对称算法来说,RSA 要慢得多。实际上一般使用一种对称算法来加密信息,然后用 RSA 来加密比较短的公钥,然后将用 RSA 加密的公钥和用对称算法加密的消息发送给接收方。

这样一来对随机数的要求就更高了,尤其对产生对称密码的要求非常高,否则的话可以越过 RSA 来直接攻击对称密码。

和其它加密过程一样,对 RSA 来说分配公钥的过程是非常重要的。分配公钥的过程必须能够抵挡中间人攻击。假设 A 交给 B 一个公钥,并使 B 相信这是A 的公钥,并且 C 可以截下 A 和 B 之间的信息传递,那么 C 可以将自己的公钥传给 B,B 以为这是 A 的公钥。C 可以将所有 B 传递给 A 的消息截下来,将这个消息用自己的密钥解密,读这个消息,然后将这个消息再用 A 的公钥加密后传给 A。理论上 A 和 B 都不会发现 C 在偷听它们的消息,今天人们一般用数字认证来防止这样的攻击。

(1) 针对 RSA 最流行的攻击一般是基于大数因数分解。1999年,RSA-155 (512 bits) 被成功分解,花了五个月时间(约8000 MIPS 年)和224 CPU hours 在一台有3.2G 中央内存的 Cray C916计算机上完成。

RSA-158 表示如下:

2009年12月12日,编号为 RSA-768 (768 bits, 232 digits) 数也被成功分解。这一事件威胁了现通行的1024-bit 密钥的安全性,普遍认为用户应尽快升级到2048-bit 或以上。

RSA-768表示如下:

(2) 秀尔算法

量子计算里的秀尔算法能使穷举的效率大大的提高。由于 RSA 算法是基于大数分解 (无法抵抗穷举攻击),因此在未来量子计算能对 RSA 算法构成较大的威胁。一个拥有 N 量子位的量子计算机,每次可进行2^N 次运算,理论上讲,密钥为1024位长的 RSA 算法,用一台512量子比特位的量子计算机在1秒内即可破解。

DSA (Digital Signature Algorithm) 是 Schnorr 和 ElGamal 签名算法的变种,被美国 NIST 作为 DSS (DigitalSignature Standard)。 DSA 是基于整数有限域离散对数难题的。

简单的说,这是一种更高级的验证方式,用作数字签名。不单单只有公钥、私钥,还有数字签名。私钥加密生成数字签名,公钥验证数据及签名,如果数据和签名不匹配则认为验证失败。数字签名的作用就是校验数据在传输过程中不被修改,数字签名,是单向加密的升级。

椭圆加密算法(ECC)是一种公钥加密算法,最初由 Koblitz 和 Miller 两人于1985年提出,其数学基础是利用椭圆曲线上的有理点构成 Abel 加法群上椭圆离散对数的计算困难性。公钥密码体制根据其所依据的难题一般分为三类:大整数分解问题类、离散对数问题类、椭圆曲线类。有时也把椭圆曲线类归为离散对数类。

ECC 的主要优势是在某些情况下它比其他的方法使用更小的密钥 (比如 RSA),提供相当的或更高等级的安全。ECC 的另一个优势是可以定义群之间的双线性映射,基于 Weil 对或是 Tate 对;双线性映射已经在密码学中发现了大量的应用,例如基于身份的加密。不过一个缺点是加密和解密操作的实现比其他机制花费的时间长。

ECC 被广泛认为是在给定密钥长度的情况下,最强大的非对称算法,因此在对带宽要求十分紧的连接中会十分有用。

比特币钱包公钥的生成使用了椭圆曲线算法,通过椭圆曲线乘法可以从私钥计算得到公钥, 这是不可逆转的过程。

Java 中 Chipher、Signature、KeyPairGenerator、KeyAgreement、SecretKey 均不支持 ECC 算法。

DH,全称为"Diffie-Hellman",它是一种确保共享 KEY 安全穿越不安全网络的方法,也就是常说的密钥一致协议。由公开密钥密码体制的奠基人 Diffie 和 Hellman 所提出的一种思想。简单的说就是允许两名用户在公开媒体上交换信息以生成"一致"的、可以共享的密钥。也就是由甲方产出一对密钥 (公钥、私钥),乙方依照甲方公钥产生乙方密钥对 (公钥、私钥)。

以此为基线,作为数据传输保密基础,同时双方使用同一种对称加密算法构建本地密钥 (SecretKey) 对数据加密。这样,在互通了本地密钥 (SecretKey) 算法后,甲乙双方公开自己的公钥,使用对方的公钥和刚才产生的私钥加密数据,同时可以使用对方的公钥和自己的私钥对数据解密。不单单是甲乙双方两方,可以扩展为多方共享数据通讯,这样就完成了网络交互数据的安全通讯。

具体例子可以移步到这篇文章: 非对称密码之DH密钥交换算法

参考:

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本文标签:哪种加密算法不符合安全要求

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