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非对称加密技术的缺点是

keros@mark 2022-10-26 资讯中心

今天给各位分享非对称加密技术的缺点是的知识,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、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。

对称加密与非对称加密的技术有什么区别

对称加密与非对称加密

对称加密,或专用密钥(也称做常规加密)由通信双方共享一个秘密密钥。

发送方在进行数学运算时使用密钥将明文加密成密文。接受方使用相同的密

钥将密文还原成明文。RSA

RC4算法,数据加密标准(DES),国际数据加密

算法(IDEA)以及Skipjack加密技术都属于对称加密方式。

非对称加密,当发送信息时,

发送方使用接收方的公钥对数据加密,而接收方则使用自己的私钥解密,

这样,信息就可以安全无误地到达目的地了,即使被第三方截获,由于没有相应的私钥,

也无法进行解密。通过数字的手段保证加密过程是一个不可逆过程,即只有用私有密钥才能解密。

公用密钥加密技术允许对信息进行数字签名。数字签名使用发送发送一方的

专用密钥对所发送信息的某一部分进行加密。接受方收到该信息后,使用发

送方的公用密钥解密数字签名,验证发送方身份。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。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。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。

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

试比较对称加密算法与非对称加密算法在应用中的优缺点?传统密码体制与公钥密码体制的优缺点?

1、对称加密算法

优点

加解密的高速度和使用长密钥时的难破解性。

缺点

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是不可能的,他们通常会有意无意的把密钥泄漏出去。如果一个用户使用的密钥被入侵者所获得,入侵者便可以读取该用户密钥加密的所有文档,如果整个企业共用一个加密密钥,那整个企业文档的保密性便无从谈起。

2、非对称加密算法

优点

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。

缺点

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。

3、传统密码体制

优点

由于DES加密速度快,适合加密较长的报文。

缺点

通用密钥密码体制的加密密钥和解密密钥是通用的,即发送方和接收方使用同样密钥的密码体制。

4、公钥密码体制

优点

RSA算法的加密密钥和加密算法分开,使得密钥分配更为方便。

RSA算法解决了大量网络用户密钥管理的难题。

缺点

RSA的密钥很长,加密速度慢。

扩展资料

W.Diffie和M.Hellman 1976年在IEEE Trans.on Information刊物上发表了“ New Direction in Cryptography”文章,提出了“非对称密码体制即公开密钥密码体制”的概念,开创了密码学研究的新方向。

在通用密码体制中,得到广泛应用的典型算法是DES算法。DES是由“转置”方式和“换字”方式合成的通用密钥算法,先将明文(或密文)按64位分组,再逐组将64位的明文(或密文),用56位(另有8位奇偶校验位,共64位)的密钥,经过各种复杂的计算和变换,生成64位的密文(或明文),该算法属于分组密码算法。

参考资料来源:百度百科-非对称加密算法

参考资料来源:百度百科-通用密钥密码体制

参考资料来源:百度百科-公开密钥密码体制

参考资料来源:百度百科-对称加密算法

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。

对称加密和非对称加密的 优缺点

密码学中两种常见的密码算法为对称密码算法(单钥密码算法)和非对称密码算法(公钥密码算法)。

对称密码算法有时又叫传统密码算法,就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来,反过来也成立。在大多数对称算法中,加密解密密钥是相同的。这些算法也叫秘密密钥算法或单密钥算法,它要求发送者和接收者在安全通信之前,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能对消息进行加密解密。只要通信需要保密,密钥就必须保密。对称算法的加密和解密表示为:

Ek(M)=C

Dk(C)=M

对称算法可分为两类。一次只对明文中的单个位(有时对字节)运算的算法称为序列算法或序列密码。另一类算法是对明文的一组位进行运算,这些位组称为分组,相应的算法称为分组算法或分组密码。现代计算机密码算法的典型分组长度为64位――这个长度大到足以防止分析破译,但又小到足以方便作用。

这种算法具有如下的特性:

Dk(Ek(M))=M

常用的采用对称密码术的加密方案有5个组成部分(如图所示)

l)明文:原始信息。

2)加密算法:以密钥为参数,对明文进行多种置换和转换的规则和步骤,变换结果为密文。

3)密钥:加密与解密算法的参数,直接影响对明文进行变换的结果。

4)密文:对明文进行变换的结果。

5)解密算法:加密算法的逆变换,以密文为输入、密钥为参数,变换结果为明文。

对称密码术的优点在于效率高(加/解密速度能达到数十兆/秒或更多),算法简单,系统开销小,适合加密大量数据。

尽管对称密码术有一些很好的特性,但它也存在着明显的缺陷,包括:

l)进行安全通信前需要以安全方式进行密钥交换。这一步骤,在某种情况下是可行的,但在某些情况下会非常困难,甚至无法实现。

2)规模复杂。举例来说,A与B两人之间的密钥必须不同于A和C两人之间的密钥,否则给B的消息的安全性就会受到威胁。在有1000个用户的团体中,A需要保持至少999个密钥(更确切的说是1000个,如果她需要留一个密钥给他自己加密数据)。对于该团体中的其它用户,此种倩况同样存在。这样,这个团体一共需要将近50万个不同的密钥!推而广之,n个用户的团体需要N2/2个不同的密钥。

通过应用基于对称密码的中心服务结构,上述问题有所缓解。在这个体系中,团体中的任何一个用户与中心服务器(通常称作密钥分配中心)共享一个密钥。因而,需要存储的密钥数量基本上和团体的人数差不多,而且中心服务器也可以为以前互相不认识的用户充当“介绍人”。但是,这个与安全密切相关的中心服务器必须随时都是在线的,因为只要服务器一掉线,用户间的通信将不可能进行。这就意味着中心服务器是整个通信成败的关键和受攻击的焦点,也意味着它还是一个庞大组织通信服务的“瓶颈”

非对称密钥算法是指一个加密算法的加密密钥和解密密钥是不一样的,或者说不能由其中一个密钥推导出另一个密钥。1、加解密时采用的密钥的差异:从上述对对称密钥算法和非对称密钥算法的描述中可看出,对称密钥加解密使用的同一个密钥,或者能从加密密钥很容易推出解密密钥;②对称密钥算法具有加密处理简单,加解密速度快,密钥较短,发展历史悠久等特点,非对称密钥算法具有加解密速度慢的特点,密钥尺寸大,发展历史较短等特点。

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