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对称加密算法的原理和优缺点

keros@mark 2022-10-22 资讯中心

今天给各位分享对称加密算法的原理和优缺点的知识,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站。

本文目录一览

对称加密的优缺点

对称加密算法的优点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。

对称加密算法的缺点是在数据传送前,发送方和接收方必须商定好秘钥,然后使双方都能保存好秘钥。其次如果一方的秘钥被泄露,那么加密信息也就不安全了。另外,每对用户每次使用对称加密算法时,都需要使用其他人不知道的唯一秘钥,这会使得收、发双方所拥有的钥匙数量巨大,密钥管理成为双方的负担。

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

论述题:对称加密与非对称加密的原理,并比较各自的优缺点

1、对称加密算法

优点:计算量小、加密速度快、加密效率高

缺点:密码数量太多,难以管理

2、非对称加密算法

优点:安全且密码数量少

缺点:速度较慢

对称加密算法的优点有哪些?

算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。

对称加密算法的优点在于加解密的高速度和使用长密钥时的难破解性。假设两个用户需要使用对称加密方法加密然后交换数据,则用户最少需要2个密钥并交换使用,如果企业内用户有n个,则整个企业共需要n×(n-1) 个密钥,密钥的生成和分发将成为企业信息部门的恶梦。

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。

扩展资料:

对称加密算法缺点:

交易双方都使用同样钥匙,安全性得不到保证。此外,每对用户每次使用对称加密算法时,都需要使用其他人不知道的唯一钥匙,这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量呈几何级数增长,密钥管理成为用户的负担。

对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难,主要是因为密钥管理困难,使用成本较高。而与公开密钥加密算法比起来,对称加密算法能够提供加密和认证却缺乏了签名功能,使得使用范围有所缩小。

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