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非对称加密为什么安全性高些

keros@mark 2022-10-24 资讯中心

今天给各位分享非对称加密为什么安全性高些的知识,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

非对称加密和对称加密的区别

非对称加密和对称加密在加密和解密过程、加密解密速度、传输的安全性上都有所不同,具体介绍如下:

1、加密和解密过程不同

对称加密过程和解密过程使用的同一个密钥,加密过程相当于用原文+密钥可以传输出密文,同时解密过程用密文-密钥可以推导出原文。但非对称加密采用了两个密钥,一般使用公钥进行加密,使用私钥进行解密。

2、加密解密速度不同

对称加密解密的速度比较快,适合数据比较长时的使用。非对称加密和解密花费的时间长、速度相对较慢,只适合对少量数据的使用。

3、传输的安全性不同

对称加密的过程中无法确保密钥被安全传递,密文在传输过程中是可能被第三方截获的,如果密码本也被第三方截获,则传输的密码信息将被第三方破获,安全性相对较低。

非对称加密算法中私钥是基于不同的算法生成不同的随机数,私钥通过一定的加密算法推导出公钥,但私钥到公钥的推导过程是单向的,也就是说公钥无法反推导出私钥。所以安全性较高。

参考资料来源:百度百科-对称加密

参考资料来源:百度百科-非对称加密

对称加密、非对称加密、摘要、数字签名、数字证书

作为一个开发人员,或多或少都听说过对称加密、非对称加密、摘要、数字签名、数字证书这几个概念,它们是用来保证在互联网通信过程中数据传输安全的。有人可能会有疑惑,我给传输数据加个密不就安全了,为什么还要搞这么多花样出来?本文主要通过一个案例来讲解这几个概念的实际作用。

在此之前,我先简单介绍一下这几个概念。

对称加密是指用来加密和解密的是同一个秘钥。其特点是加密速度快,但是秘钥容易被黑客截获,所以安全性不高。常见的有aes、DES算法。

非对称加密是指用来加密和解密的是不同的秘钥,它们是成对出现的,称为公钥和私钥,知道其中一个秘钥是无法推导出另外一个秘钥的。用公钥加密的内容需要用私钥才能解密,用私钥加密的内容需要用公钥才能解密。非对称加密的特点是安全性高,缺点是加密速度慢。常见的有RSA算法。

所谓的摘要就是一段信息或者一个文件通过某个哈希算法(也叫摘要算法)而得到的一串字符。摘要算法的特点就是不同的文件计算出的摘要是不同的(也有可能相同,但是可能性非常非常低),比如一个1G的视频文件,哪怕只是改动其中一个字节,最后计算得到的摘要也是完全不同的,所以摘要算法通常是用来判断文件是否被篡改过。其还有一个特点就是通过摘要是无法推导出源文件的信息的。常用的摘要算法有MD5、SHA等。

数字签名就是一个文件的摘要加密后的信息。数字签名是和源文件一起发送给接收方的,接收方收到后对文件用摘要算法算出一个摘要,然后和数字签名中的摘要进行比对,两者不一致的话说明文件被篡改了。

数字证书是一个经证书授权中心生成的文件,数字证书里一般会包含公钥、公钥拥有者名称、CA的数字签名、有效期、授权中心名称、证书序列号等信息。其中CA的数字签名是验证证书是否被篡改的关键,它其实就是对证书里面除了CA的数字签名以外的内容进行摘要算法得到一个摘要,然后CA机构用他自己的私钥对这个摘要进行加密就生成了CA的数字签名,CA机构会公开它的公钥,验证证书时就是用这个公钥解密CA的数字签名,然后用来验证证书是否被篡改。

场景:

张三要找人装修一个房子,原则是谁的出价便宜就给谁装修,所以对于报价文件就是属于机密文件。下面我们来看下不同的方式传输报价文件都会有什么风险。

现在李四想接这个装修的活,他做了一份报价文件(文件名: lisi.txt ,文件内容: 报价50万 )。然后李四用一个对称秘钥 123 对这个文件进行加密。最后李四将这个秘钥和加密的文件发给张三,张三收到后用这个秘钥解密,知道了李四的报价是50万。

同时王五也想接这个装修的活,他本来是想报价55万的,但是又担心报价太高而丢掉这个活。恰巧王五是个黑客高手,于是他截获了李四发给张三的秘钥和加密文件,知道了李四报价是50万。最后王五将自己的报价改成了49万发给张三,结果王五接下了这个装修活。

结论:

用对称加密的话,一旦秘钥被黑客截获,加密就形同虚设,所以安全性比较低。

首先张三会生成一对秘钥,私钥是 zhangsan1 ,公钥是 zhangsan2 ,私钥张三自己保存,将公钥公布出去。

李四将报价文件 list.txt 用张三公布的公钥 zhangsan2 进行加密后传给张三,然后张三用私钥 zhangsan1 进行解密得到李四的报价是50万。

这个时候即使王五截获到了李四发给张三的报价文件,由于王五没有张三的私钥,所以他是无法解密文件的,也就无法知道李四的报价。最后王五因为报价55万而丢掉了这个装修的机会。

所以用非对称加密是可以保证数据传输安全的。不过这里说一句题外话,既然非对称加密安全性高,那为什么不淘汰掉对称加密呢?其实关键就在于加密速度,非对称加密计算量很大,所以加密速度是很慢的,如果发送消息非常频繁,使用非对称加密的话就会对性能造成很大影响。所以在实际开发过程中通常是对称加密和非对称加密结合使用的。也就是对称加密的秘钥是用非对称加密后发送的,这样能保证对称加密的秘钥不被黑客截获,然后在发送业务数据时就用对称加密。这样既保证了安全性也保证了加密速度。

结论:

非对称加密可以防止黑客截获加密后的内容,安全性高。

前面都说了非对称加密是安全的,那为什么还要数字签名呢?

设想一下,王五截获了李四的报价文件,王五虽然无法知道李四的实际报价,但是他完全可以伪造一份李四的报价(文件名: lisi.txt ,文件内容: 报价60万 ),然后将这份伪造文件用张三公布的公钥 zhangsan2 进行加密后替换原来的报价文件。张三收到后解密发现报价是60万,于是张三就以为李四报的价是60万,最后决定将装修的活给报价55万的王五来做。

发生这个问题的关键就在于张三无法知道报价文件是否被篡改过。要解决这个问题就需要用到数字签名。

首先李四需要自己生成一对非对称加密的秘钥,私钥 lisi1 自己保存,公钥 lisi2 发给张三。然后李四对自己的报价文件通过摘要算法得到一个摘要(假设摘要是 aaa ),再用自己的私钥 lisi1 加密这个摘要就得到了报价文件的数字签名,最后将加密的报价文件和数字签名一起发给张三,张三收到后先用李四发过来的公钥 lisi2 解密数字签名得到摘要 aaa ,然后用自己的私钥 zhangsan1 解密加密的文件得到报价源文件,然后对报价源文件进行摘要算法,看计算得到的结果是不是 aaa ,如果不是 aaa 的话就说明报价文件被篡改了。

在这种情况下,如果王五截获了李四发给张三的文件。王五是无法解密报价文件的。如果王五伪造一份报价文件的话,等张三收到后就会发现报价文件和数字签名不匹配。那王五能不能伪造报价文件的同时也伪造签名呢?因为王五没有李四的私钥,所以没法对伪造的报价文件的摘要进行加密,所以也就没法伪造签名。

结论:

非对称加密虽然能确保加密文件内容不被窃取,但不能保证文件不被篡改。数字签名就是用来验证文件是否被篡改过。

既然非对称加密可以保证文件内容的安全性,数字签名又可以保证文件不被篡改,那还要数字证书有什么用呢?

我们再来设想一下,王五自己也生成了一对用于非对称加密的秘钥,私钥是 wangwu1 ,公钥是 wangwu2 。前面李四将自己的公钥 lisi2 发给张三的过程中被王五给截获了,王五用自己的公钥 wangwu2 替换了李四的公钥 lisi2 ,所以张三最后收到的公钥实际上是王五的,但张三对这并不知情。后面李四发的数字签名和加密的报价文件都被王五截获,并且王五伪造了一份报价文件,同时用自己的私钥加密报价文件的摘要生成伪造的签名并发给张三,张三收到后进行验证发现数字签名和报价文件是匹配的,就以为这份报价文件是真实的。

出现这个问题的关键就在于张三没法确认收到的公钥到底是不是李四发的,这个时候数字证书就起到作用了。李四到权威的数字证书机构申请数字证书,证书里面包含了公钥( lisi2 )和公钥的拥有者( 李四 )等相关信息,然后李四将证书发给张三,张三通过证书里面的信息就可以知道公钥到底是不是李四的了。

那证书在发送过程中有没有可能被王五截获并篡改呢?要知道证书里面还包含CA的数字签名,这个签名是证书机构用他们自己的私钥对证书的摘要进行加密的,而公钥是公开的。所以即便王五截获并篡改了证书内容,他也无法伪造证书机构的签名,张三在收到证书后通过验证签名也会发现证书被篡改了。所以到这一步才能保证数据传输的真正安全。

非对称加密的优缺点

非对称加密与对称加密相比,其安全性更好:对称加密的通信双方使用相同的秘钥,如果一方的秘钥遭泄露,那么整个通信就会被破解。而非对称加密使用一对秘钥,一个用来加密,一个用来解密,而且公钥是公开的,秘钥是自己保存的,不需要像对称加密那样在通信之前要先同步秘钥。

非对称加密的缺点是加密和解密花费时间长、速度慢,只适合对少量数据进行加密。

在非对称加密中使用的主要算法有:RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC(椭圆曲线加密算法)等。

不同算法的实现机制不同,可参考对应算法的详细资料。

对称加密、非对称加密、RSA(总结)

指的就是加、解密使用的同是一串密钥,所以被称做对称加密。对称加密只有一个密钥作为私钥。 常见的对称加密算法:DES,aes等。

指的是加、解密使用不同的密钥,一把作为公开的公钥,另一把作为私钥。公钥加密的信息,只有私钥才能解密。反之,私钥加密的信息,只有公钥才能解密。 举个例子,你向某公司服务器请求公钥,服务器将公钥发给你,你使用公钥对消息加密,那么只有私钥的持有人才能对你的消息解密。与对称加密不同的是,公司服务器不需要将私钥通过网络发送出去,因此安全性大大提高。最常用的非对称加密算法:

对称加密相比非对称加密算法来说,加解密的效率要高得多、加密速度快。但是缺陷在于对于密钥的管理和分发上比较困难,不是非常安全,密钥管理负担很重。

安全性更高,公钥是公开的,密钥是自己保存的,不需要将私钥给别人。缺点:加密和解密花费时间长、速度慢,只适合对少量数据进行加密。

安全肯定是非对称加密安全,但是效率比较慢,对称加密效率高,但是不安全。严谨一点的做法是混合起来使用,将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密,然后发送出去,接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥,然后双方可以使用对称加密来进行沟通。实际工作中直接使用非对称加、解密其实也可以,因为我们平时一般请求的报文不会很大,加解密起来速度在可接受范围内,或者可以对敏感字段,比如密码、手机号、身份证号等进行分段加密,效率还可以。

对称密钥和非对称密钥的优缺点各有哪些

对称密钥:

优点:

(1)计算速度较快,效率较高

(2)占用资源空间较少

缺点:

(1)存在密钥分发、管理问题

(2)存在源认证(身份认证)问题

非对称密钥:

优点:

(1)解决了密钥分发、管理问题

(2)安全性较对称密钥略高

缺点:

(1)存在源认证(身份认证)问题

(2)运行、计算效率较低

(3)占用运算空间资源较多

PS:古典加密以保护算法为主,现代加密以保护密钥为主。

随着社会的发展,产品的更新速度也是越来越快,算法是方案的核心,保护开发者和消费者的权益刻不容缓,那么加密芯片在其中就扮演了重要的角色,如何选择加密芯片呢?
1.市面上加密芯片种类繁多,算法多种,加密芯片强度参差不齐,加密性能与算法、秘钥密切相关。常见的加密算法有对称算法,非对称算法,国密算法,大部分都是基于I2C、SPI或1-wire协议进行通信。加密芯片还是需要项目实际需求选择,比如对称加密算法的特点是计算量小、加密速度快、加密效率高等。
2.因为单片机软加密性能较弱且非常容易被复制,所以有了加密芯片的产生,大大增加了破解难度和生产成本。目前加密芯片广泛应用于车载电子、消费电子、美容医疗、工业控制、AI智能等行业。
3.韩国KEROS加密芯片专注加密领域十多年,高安全性、低成本,在加密保护领域受到了众多客户的高度赞扬及认可。KEROS采用先进的内置aes256安全引擎和加密功能,通过真动态数据交互并为系统中敏感信息的存储提供了安全的场所,有了它的保护电路,即使受到攻击,这些信息也可以保持安全。其封装SOP8,SOT23-6,TDFN-6集成I2C与1-wire协议满足不同应用需求。CK02AT、CK22AT、CK02AP、CK22AP支持1.8V-3.6V,256bit位秘钥长度,5bytes SN序列号,支持定制化免烧录,加密行业首选。关于非对称加密为什么安全性高些的介绍到此就结束了,感谢大家耐心阅读。

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