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对称加密和非对称加密原理

keros@mark 2022-10-24 资讯中心

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对称加密和非对称加密的区别?如何理解二者之间的密码算法?

对称加密和非对称加密,最重要的的区别就是加密算法的不同:对称加密算法在加密和解密时使用的是同一个秘钥,而非对称加密算法需要两个密钥来进行加密和解密,这两个秘钥是公开密钥(简称公钥)和私有密钥(简称私钥)。

加密,需要对加密和解密使用相同密钥的加密算法。由于其速度快,对称性加密通常在消息发送方需要加密大量数据时使用。所以,对称性加密也称为密钥加密。

1976年,美国学者Dime和Henman为解决信息公开传送和密钥管理问题,提出一种新的密钥交换协议,允许在不安全的媒体上的通讯双方交换信息,安全地达成一致的密钥,这就是“公开密钥系统”。

与对称加密算法不同,非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥和私有密钥。公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种算法叫作非对称加密算法。

对于对称加密,我们可以用一个例子来形象描述:

假如甲和乙是一对生意搭档,他们住在不同的城市。由于生意上的需要,他们经常会相互之间邮寄重要的货物。为了保证货物的安全,他们商定制作一个保险盒,将物品放入其中。他们打造了两把相同的钥匙分别保管,以便在收到包裹时用这个钥匙打开保险盒,以及在邮寄货物前用这把钥匙锁上保险盒。这就是一个将重要资源安全传递到目的地的传统方式,只要甲乙小心保管好钥匙,那么就算有人得到保险盒,也无法打开。

因此这个思想被用到了现代计算机通信的信息加密中。在对称加密中,数据发送方将明文(原始数据)和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后,使其变成复杂的加密密文发送出去。接收方收到密文后,若想解读原文,则需要使用加密密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密,才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中,使用的密钥只有一个,发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密。

对称加密工作过程简要示意图:

而对于非对称加密,同样我们可以以一个例子来说明:

譬如,甲乙之间使用如果以非对称加密的方式完成重要信息的安全传输,那么其步骤如下:

1、乙方生成一对密钥(公钥和私钥)并将公钥向其它方公开。

2、得到该公钥的甲方使用该密钥对机密信息进行加密后再发送给乙方。

3、乙方再用自己保存的另一把专用密钥(私钥)对加密后的信息进行解密。乙方只能用其专用密钥(私钥)解密由对应的公钥加密后的信息。

在传输过程中,即使攻击者截获了传输的密文,并得到了乙的公钥,也无法破解密文,因为只有乙的私钥才能解密密文。同样,如果乙要回复加密信息给甲,那么需要甲先公布甲的公钥给乙用于加密,甲自己保存甲的私钥用于解密。

以下是非对称加密工作过程简要示意图:

综上所述,对称加密和非对称加密,区别关键是加密密钥的不同。

对称加密算法与非对称加密算法的特点及用途

对称加密算法

对称加密算法是应用较早的加密算法,技术成熟。在对称加密算法中,数据发信方将明文(原始数据)和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后,使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后,若想解读原文,则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密,才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中,使用的密钥只有一个,发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密,这就要求解密方事先必须知道加密密钥。

对称加密算法的特点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。不足之处是,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惟一钥匙,这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量成几何级数增长,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。在计算机专网系统中广泛使用的对称加密算法有des、idea和aes。

不对称加密算法

不对称加密算法使用两把完全不同但又是完全匹配的一对钥匙—公钥和私钥。在使用不对称加密算法加密文件时,只有使用匹配的一对公钥和私钥,才能完成对明文的加密和解密过程。加密明文时采用公钥加密,解密密文时使用私钥才能完成,而且发信方(加密者)知道收信方的公钥,只有收信方(解密者)才是唯一知道自己私钥的人。不对称加密算法的基本原理是,如果发信方想发送只有收信方才能解读的加密信息,发信方必须首先知道收信方的公钥,然后利用收信方的公钥来加密原文;收信方收到加密密文后,使用自己的私钥才能解密密文。显然,采用不对称加密算法,收发信双方在通信之前,收信方必须将自己早已随机生成的公钥送给发信方,而自己保留私钥。由于不对称算法拥有两个密钥,因而特别适用于分布式系统中的数据加密。广泛应用的不对称加密算法有rsa算法和美国国家标准局提出的dsa。以不对称加密算法为基础的加密技术应用非常广泛。

对称加密和非对称加密的区别?

对称加密的加密和解密密钥都是一样的。而非对称加密的加密和解密密钥是不一样的。它们的算法也是不同的。

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对称加密算法

对称加密算法是应用较早的加密算法,技术成熟。在对称加密算法中,数据发信方将明文(原始数据)和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后,使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后,若想解读原文,则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密,才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中,使用的密钥只有一个,发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密,这就要求解密方事先必须知道加密密钥。对称加密算法的特点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。不足之处是,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惟一钥匙,这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量成几何级数增长,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。在计算机专网系统中广泛使用的对称加密算法有des、idea和aes。

传统的des由于只有56位的密钥,因此已经不适应当今分布式开放网络对数据加密安全性的要求。1997年rsa数据安全公司发起了一项“des挑战赛”的活动,志愿者四次分别用四个月、41天、56个小时和22个小时破解了其用56位密钥des算法加密的密文。即des加密算法在计算机速度提升后的今天被认为是不安全的。

aes是美国联邦政府采用的商业及政府数据加密标准,预计将在未来几十年里代替des在各个领域中得到广泛应用。aes提供128位密钥,因此,128位aes的加密强度是56位des加密强度的1021倍还多。假设可以制造一部可以在1秒内破解des密码的机器,那么使用这台机器破解一个128位aes密码需要大约149亿万年的时间。(更深一步比较而言,宇宙一般被认为存在了还不到200亿年)因此可以预计,美国国家标准局倡导的aes即将作为新标准取代des。

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不对称加密算法

不对称加密算法使用两把完全不同但又是完全匹配的一对钥匙—公钥和私钥。在使用不对称加密算法加密文件时,只有使用匹配的一对公钥和私钥,才能完成对明文的加密和解密过程。加密明文时采用公钥加密,解密密文时使用私钥才能完成,而且发信方(加密者)知道收信方的公钥,只有收信方(解密者)才是唯一知道自己私钥的人。不对称加密算法的基本原理是,如果发信方想发送只有收信方才能解读的加密信息,发信方必须首先知道收信方的公钥,然后利用收信方的公钥来加密原文;收信方收到加密密文后,使用自己的私钥才能解密密文。显然,采用不对称加密算法,收发信双方在通信之前,收信方必须将自己早已随机生成的公钥送给发信方,而自己保留私钥。由于不对称算法拥有两个密钥,因而特别适用于分布式系统中的数据加密。广泛应用的不对称加密算法有rsa算法和美国国家标准局提出的dsa。以不对称加密算法为基础的加密技术应用非常广泛。

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

什么是对称密码和非对密码,分析这两种密码体系的特点和应用领域

一、对称密码

1、定义:采用单钥密码系统的加密方法,同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密,这种加密方法称为对称加密,也称为单密钥加密。

2、特点:算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。

3、应用领域:由于其速度快,对称性加密通常在消息发送方需要加密大量数据时使用。

二、非对密码

1、定义:非对称密码指的是非对称密码体制中使用的密码。

2、特点:

(1)是加密密钥和解密密钥不同 ,并且难以互推 。

(2)是有一个密钥是公开的 ,即公钥 ,而另一个密钥是保密的 ,即私钥。

3、应用领域:很好的解决了密钥的分发和管理的问题 ,并且它还能够实现数字签名。

扩展资料

对称加密算法特征

1、加密方和解密方使用同一个密钥;

2、加密解密的速度比较快,适合数据比较长时的使用;

3、密钥传输的过程不安全,且容易被破解,密钥管理也比较麻烦

参考资料来源:百度百科——非对称密码

参考资料来源:百度百科——对称加密

什么是对称加密?什么是非对称加密?

对称加密

在对称加密(或叫单密钥加密)中,只有一个密钥用来加密和解密信息。尽管单密钥加密是一个简单的过程,但是双方都必须完全的相信对方,并都持有这个密钥的备份。但要达到这种信任的级别并不是想像中的那么简单。当双方试图建立信任关系时可能一个安全破坏已经发生了。首先密钥的传输就是一个重要问题,如果它被截取,那么这个密钥以及相关的重要信息就没有什么安全可言了。

但是,如果用户要在公共介质 (如互联网) 上传递信息,他需要一种方法来传递密钥,当然物理的发送和接收密钥是最安全的,但有时这是不可能的。一种解决方法就是通过电子邮件来发送,但这样的信息很容易的被截取到,从而击破了加密的目的。用户不能加密包含密钥的邮件,因为他们必须共享另一个用来加密含有密钥邮件的密钥。这种困境就产生了问题:如果对称密钥用它们自己来加密,那为什么不直接用相同的方法在第一步就使用?一个解决方案就是用非对称加密,我们将在本课的后面提到。

所有类型加密的一个主题就是破解。一种减少使用对称加密所造成的威胁的反措施就是改变密钥的规律性。然而,定期改变密钥经常是困难的,尤其是你的公司里有很多用户。另外,黑客可以使用字典程序,password sniffing来危及对称密钥的安全,或者通过搜翻办公桌,钱包以及公文包。对称加密也很容易被暴力攻击的手段击败。

非对称加密

非对称加密在加密的过程中使用一对密钥,而不像对称加密只使用一个单独的密钥。一对密钥中一个用于加密,另一个用来解密。如用A加密,则用B解密;如果用B加密,则要用A解密。

重要的概念是在这对密钥中一个密钥用来公用,另一个作为私有的密钥;用来向外公布的叫做公钥,另一半需要安全保护的是私钥。非对称加密的一个缺点就是加密的速度非常慢,因为需要强烈的数学运算程序。如果一个用户需要使用非对称加密,那么即使比较少量的信息可以也要花上几个小时的时间。

非对称加密的另一个名称叫公钥加密。尽管私钥和公钥都有与数学相关的,但从公钥中确定私钥的值是非常困难的并且也是非常耗时的。在互联网上通信,非对称加密的密钥管理是容易的因为公钥可以任易的传播,私钥必须在用户手中小心保护。

HASH加密把一些不同长度的信息转化成杂乱的128位的编码里,叫做HASH值。HASH加密用于不想对信息解密或读取。使用这种方法解密在理论上是不可能的,是通过比较两上实体的值是否一样而不用告之其它信息。HASH加密别一种用途是签名文件。它还可用于当你想让别人检查但不能复制信息的时候。

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。关于对称加密和非对称加密原理的介绍到此就结束了,感谢大家耐心阅读。

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