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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
对称密钥加密
对称密钥加密 Symmetric Key Algorithm 又称为对称加密、私钥加密、共享密钥加密：这类算法在加密和解密时使用相同的密钥，或是使用两个可以简单的相互推算的密钥，对称加密的速度一般都很快。
分组密码
分组密码 Block Cipher 又称为“分块加密”或“块加密”，将明文分成多个等长的模块，使用确定的算法和对称密钥对每组分别加密解密。这也就意味着分组密码的一个优点在于可以实现同步加密，因为各分组间可以相对独立。
与此相对应的是流密码：利用密钥由密钥流发生器产生密钥流，对明文串进行加密。与分组密码的不同之处在于加密输出的结果不仅与单独明文相关，而是与一组明文相关。
DES、3DES
数据加密标准 DES Data Encryption Standard 是由IBM在美国国家安全局NSA授权下研制的一种使用56位密钥的分组密码算法，并于1977年被美国国家标准局NBS公布成为美国商用加密标准。但是因为DES固定的密钥长度，渐渐不再符合在开放式网络中的安全要求，已经于1998年被移出商用加密标准，被更安全的aes标准替代。
DES使用的Feistel Network网络属于对称的密码结构，对信息的加密和解密的过程极为相似或趋同，使得相应的编码量和线路传输的要求也减半。
DES是块加密算法，将消息分成64位，即16个十六进制数为一组进行加密，加密后返回相同大小的密码块，这样，从数学上来说，64位0或1组合，就有2^64种可能排列。DES密钥的长度同样为64位，但在加密算法中，每逢第8位，相应位会被用于奇偶校验而被算法丢弃，所以DES的密钥强度实为56位。
3DES Triple DES，使用不同Key重复三次DES加密，加密强度更高，当然速度也就相应的降低。
aes
高级加密标准 aes Advanced Encryption Standard 为新一代数据加密标准，速度快，安全级别高。由美国国家标准技术研究所NIST选取Rijndael于2000年成为新一代的数据加密标准。
aes的区块长度固定为128位，密钥长度可以是128位、192位或256位。aes算法基于Substitution Permutation Network代换置列网络，将明文块和密钥块作为输入，并通过交错的若干轮代换"Substitution"和置换"Permutation"操作产生密文块。
aes加密过程是在一个4*4的字节矩阵（或称为体State）上运作，初始值为一个明文区块，其中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte，加密时，基本上各轮加密循环均包含这四个步骤：
合并(AddRoundKey)：矩阵中的每个字节与该回合密钥做XOR异或运算，其中回合密钥由主密钥通过Rijndael密钥生成方案生成，这个密钥大小跟原矩阵一致。
替换(SubBytes)：矩阵中的每个字节通过一个8位查找表对应的特定字节所替换。这里的8位查找表为S-box(Substitution-box, 置换盒)，用来模糊密钥与密文之间的关系，实现输入输出的非线性特征。
行混淆(ShiftRows)：矩阵中的每一行的各个字节循环向左方位移，位移量随行数递增。列混淆(MixColumns)：每一列的四个字节通过线性变换互相结合，即与一个固定的多项式做乘法。
安全性
已知的针对aes唯一的成功攻击是旁道攻击，2005年时使用缓存时序攻击法，破解了一个装载OpenSSL aes加密系统的客户服务器。
针对区块加密系统最常见的方式，是通过对加密循环次数较少的版本尝试攻击，然后改进算法后继续攻击高级版本，目前这个破解方法还不太实用。
另外由于aes的数据结构具有井然有序的代数结构，有一个担心就是相关的代数攻击，目前基于此的有效攻击方法也暂时没有出现。
非对称密钥加密
非对称密钥加密 Asymmetric Key Cryptography 也可称为 Public Key Cryptography 公开密钥加密：需要两个密钥，分为公钥和私钥，一个用作加密而另外一个只能用于解密，而加密的密钥并不能用来解密。
根据此特性，除了加解密的应用外，还可以确保数字签名的功能：某用户用私钥加密明文，任何人都可以用该用户的公钥解密密文，以此判定身份。
对称密钥需要一个安全的渠道可以交换共用的密钥，而非对称密钥可以将加密公钥公开发布；不过公钥加密在计算上相当复杂，性能远比不上对称加密，所以一般会利用公钥加密来交换对称密钥，然后依靠对称密钥来传输具体的信息。
RSA
RSA是由三个人的名字组成 Ron Rivest、Adi Shamir、Leonard Adleman于1977年在MIT提出，并于1987年公布，是目前最常用的公钥加密算法。
RSA算法的核心是极大整数的因式分解，理论基础在于由两个大质数算出乘积很容易，但是要从一个极大整数因式分解得出两个质数却很难。
ECC
ECC即 Elliptic Curve Cryptography 椭圆曲线密码学，是基于椭圆曲线数学建立公开密钥加密的算法。ECC的主要优势是在提供相当的安全等级情况下，密钥长度更小。
ECC的原理是根据有限域上的椭圆曲线上的点群中的离散对数问题ECDLP，而ECDLP是比因式分解问题更难的问题，是指数级的难度。而ECDLP定义为：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。
数字签名
数字签名 Digital Signature 又称公钥数字签名是一种用来确保数字消息或文档真实性的数学方案。一个有效的数字签名需要给接收者充足的理由来信任消息的可靠来源，而发送者也无法否认这个签名，并且这个消息在传输过程中确保没有发生变动。
数字签名的原理在于利用公钥加密技术，签名者将消息用私钥加密，然后公布公钥，验证者就使用这个公钥将加密信息解密并对比消息。一般而言，会使用消息的散列值来作为签名对象。
RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC椭圆曲线加密算法。
非对称加密（公钥加密）：指加密和解密使用不同密钥的加密算法，也称为公私钥加密。假设两个用户要加密交换数据，双方交换公钥，使用时一方用对方的公钥加密，另一方即可用自己的私钥解密。如果企业中有n个用户，企业需要生成n对密钥，并分发n个公钥。假设A用B的公钥加密消息，用A的私钥签名，B接到消息后，首先用A的公钥验证签名，确认后用自己的私钥解密消息。由于公钥是可以公开的，用户只要保管好自己的私钥即可，因此加密密钥的分发将变得十分简单。同时，由于每个用户的私钥是唯一的，其他用户除了可以通过信息发送者的公钥来验证信息的来源是否真实，还可以通过数字签名确保发送者无法否认曾发送过该信息。
SSL/TLS漏洞目前还是比较普遍的，首先关闭协议：SSL2、SSL3（比较老的SSL协议）配置完成ATS安全标准就可以避免以下的攻击了，最新的服务器环境都不会有一下问题，当然这种漏洞都是自己部署证书没有配置好导致的。
Export 加密算法
Export是一种老旧的弱加密算法，是被美国法律标示为可出口的加密算法，其限制对称加密最大强度位数为40位，限制密钥交换强度为最大512位。这是一个现今被强制丢弃的算法。
Downgrade（降级攻击）
降级攻击是一种对计算机系统或者通信协议的攻击，在降级攻击中，攻击者故意使系统放弃新式、安全性高的工作方式，反而使用为向下兼容而准备的老式、安全性差的工作方式，降级攻击常被用于中间人攻击，讲加密的通信协议安全性大幅削弱，得以进行原本不可能做到的攻击。 在现代的回退防御中，使用单独的信号套件来指示自愿降级行为，需要理解该信号并支持更高协议版本的服务器来终止协商，该套件是TLS_FALLBACK_SCSV(0x5600)
MITM（中间人攻击）
MITM(Man-in-the-MiddleAttack) ，是指攻击者与通讯的两端分别创建独立的联系，并交换其所有收到的数据，使通讯的两端认为他们正在通过一个私密的连接与对方直接对话，但事实上整个对话都被攻击者完全控制，在中间人攻击中，攻击者可以拦截通讯双方的通话并插入新的内容。一个中间人攻击能成功的前提条件是攻击者能够将自己伪装成每个参与会话的终端，并且不被其他终端识破。
BEAST（野兽攻击）
BEAST(CVE-2011-3389) BEAST是一种明文攻击，通过从SSL/TLS加密的会话中获取受害者的COOKIE值（通过进行一次会话劫持攻击），进而篡改一个加密算法的 CBC（密码块链）的模式以实现攻击目录，其主要针对TLS1.0和更早版本的协议中的对称加密算法CBC模式。
RC4 加密算法
由于早期的BEAST野兽攻击而采用的加密算法，RC4算法能减轻野兽攻击的危害，后来随着客户端版本升级，有了客户端缓解方案（Chrome 和 Firefox 提供了缓解方案），野兽攻击就不是什么大问题了。同样这是一个现今被强制丢弃的算法。
CRIME（罪恶攻击）
CRIME(CVE-2012-4929)，全称Compression Ratio Info-leak Made Easy，这是一种因SSL压缩造成的安全隐患，通过它可窃取启用数据压缩特性的HTTPS或SPDY协议传输的私密Web Cookie。在成功读取身份验证Cookie后，攻击者可以实行会话劫持和发动进一步攻击。
SSL 压缩在下述版本是默认关闭的： nginx 1.1.6及更高/1.0.9及更高（如果使用了 OpenSSL 1.0.0及更高）， nginx 1.3.2及更高/1.2.2及更高（如果使用较旧版本的 OpenSSL）。
如果你使用一个早期版本的 nginx 或 OpenSSL，而且你的发行版没有向后移植该选项，那么你需要重新编译没有一个 ZLIB 支持的 OpenSSL。这会禁止 OpenSSL 使用 DEFLATE 压缩方式。如果你禁用了这个，你仍然可以使用常规的 HTML DEFLATE 压缩。
Heartbleed（心血漏洞）
Heartbleed(CVE-2014-0160) 是一个于2014年4月公布的 OpenSSL 加密库的漏洞，它是一个被广泛使用的传输层安全（TLS）协议的实现。无论是服务器端还是客户端在 TLS 中使用了有缺陷的 OpenSSL，都可以被利用该缺陷。由于它是因 DTLS 心跳扩展（RFC 6520）中的输入验证不正确（缺少了边界检查）而导致的，所以该漏洞根据“心跳”而命名。这个漏洞是一种缓存区超读漏洞，它可以读取到本不应该读取的数据。如果使用带缺陷的Openssl版本，无论是服务器还是客户端，都可能因此受到攻击。
POODLE漏洞（卷毛狗攻击）
2014年10月14号由Google发现的POODLE漏洞，全称是Padding Oracle On Downloaded Legacy Encryption vulnerability，又被称为“贵宾犬攻击”（CVE-2014-3566），POODLE漏洞只对CBC模式的明文进行了身份验证，但是没有对填充字节进行完整性验证，攻击者窃取采用SSL3.0版加密通信过程中的内容，对填充字节修改并且利用预置填充来恢复加密内容，以达到攻击目的。
TLS POODLE（TLS卷毛狗攻击）
TLS POODLE(CVE-2014-8730) 该漏洞的原理和POODLE漏洞的原理一致，但不是SSL3协议。由于TLS填充是SSLv3的一个子集，因此可以重新使用针对TLS的POODLE攻击。TLS对于它的填充格式是非常严格的，但是一些TLS实现在解密之后不执行填充结构的检查。即使使用TLS也不会容易受到POODLE攻击的影响。
CCS
CCS(CVE-2014-0224) 全称openssl MITM CCS injection attack，Openssl 0.9.8za之前的版本、1.0.0m之前的以及1.0.1h之前的openssl没有适当的限制ChangeCipherSpec信息的处理，这允许中间人攻击者在通信之间使用0长度的主密钥。
FREAK
FREAK(CVE-2015-0204) 客户端会在一个全安全强度的RSA握手过程中接受使用弱安全强度的出口RSA密钥，其中关键在于客户端并没有允许协商任何出口级别的RSA密码套件。
Logjam
Logjam(CVE-2015-4000) 使用 Diffie-Hellman 密钥交换协议的 TLS 连接很容易受到攻击，尤其是DH密钥中的公钥强度小于1024bits。中间人攻击者可将有漏洞的 TLS 连接降级至使用 512 字节导出级加密。这种攻击会影响支持 DHE_EXPORT 密码的所有服务器。这个攻击可通过为两组弱 Diffie-Hellman 参数预先计算 512 字节质数完成，特别是 Apache 的 httpd 版本 2.1.5 到 2.4.7，以及 OpenSSL 的所有版本。
DROWN（溺水攻击/溺亡攻击）
2016年3月发现的针对TLS的新漏洞攻击——DROWN（Decrypting RSA with Obsolete and Weakened eNcryption，CVE-2016-0800），也即利用过时的、弱化的一种RSA加密算法来解密破解TLS协议中被该算法加密的会话密钥。 具体说来，DROWN漏洞可以利用过时的SSLv2协议来解密与之共享相同RSA私钥的TLS协议所保护的流量。 DROWN攻击依赖于SSLv2协议的设计缺陷以及知名的Bleichenbacher攻击。
通常检查以下两点服务器的配置
服务器允许SSL2连接，需要将其关闭。
私钥同时用于允许SSL2连接的其他服务器。例如，Web服务器和邮件服务器上使用相同的私钥和证书，如果邮件服务器支持SSL2，即使web服务器不支持SSL2，攻击者可以利用邮件服务器来破坏与web服务器的TLS连接。
Openssl Padding Oracle
Openssl Padding Oracle(CVE-2016-2107) openssl 1.0.1t到openssl 1.0.2h之前没有考虑某些填充检查期间的内存分配，这允许远程攻击者通过针对aes CBC会话的padding-oracle攻击来获取敏感的明文信息。
强制丢弃的算法
aNULL 包含了非验证的 Diffie-Hellman 密钥交换，这会受到中间人（MITM）攻击
eNULL 包含了无加密的算法（明文）
EXPORT 是老旧的弱加密算法，是被美国法律标示为可出口的
RC4 包含的加密算法使用了已弃用的 ARCFOUR 算法
DES 包含的加密算法使用了弃用的数据加密标准（DES）
SSLv2 包含了定义在旧版本 SSL 标准中的所有算法，现已弃用
MD5 包含了使用已弃用的 MD5 作为哈希算法的所有算法
对称加密算法（秘密钥匙加密）和非对称加密算法（公开密钥加密）。
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；
aes
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。
常见加密算法
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；
RC2和 RC4：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；
DSA（Digital Signature Algorithm）：数字签名算法，是一种标准的 DSS（数字签名标准）；
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，目前 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；
其它算法，如ElGamal、Deffie-Hellman、新型椭圆曲线算法ECC等。
比如说，MD5，你在一些比较正式而严格的网站下的东西一般都会有MD5值给出，如安全焦点的软件工具，每个都有MD5。
产品的开发快则一个月，慢则一年，那么如何杜绝市面上各种山寨也成为了我们必须要关注的问题，加密芯片可以做到这点，在保障开发者权益的同时也保护了消费者权益，KEROS加密芯片作为该领域的领头者，一直在尽力贡献一份力。特点如下：接口：标准I2C协议接口；算法: 标准aes256 / KAS算法；特殊接口：Random Stream Cipher for Interface；工作温度：工业级 -40℃ ~+85℃；频率：400Khz；存储:2K字节EEPROM（可选）；电压:1.8V~3.6V；封装：SOT23-6，SOP8，TDFN-6。弱加密算法都有哪些的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容,谢谢。
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