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非对称加密技术的典型应用

keros@mark 2022-10-28 资讯中心

本篇文章给大家谈谈非对称加密技术的典型应用以及对应的知识点,希望对各位有所帮助。

本文目录一览

什么是非对称加密?

它是和对称加密相对应的。

对称加密是比较原始的加密手段,它的特点就是加密的密码和解密的密码是同一个,比如说压缩软件就是,即你在压缩包上加的密码是什么,解密的密码也必须是这个。很显然,对称加密的好处是简单快捷,坏处是保密性不佳,你得告诉对方这个密码才行,即中间必须存在一个双方交流密码的过程,这就产生了被人窃去的危险——别人要是窃去了这个密码,那信息也就暴露了。

非对称加密则是,想要加密一个文件,需要生出两个密码,一个公开密码,一个私人密码。比如说你想让对方给你发涉密文件,你就用非对称加密工具生出公私两个密码,然后把公开密码发给他,对方就用这个公开密码对要传来的文档进行加密,然后把这个用公开密码加密的文件发给你,你就可以用你的私人密码进行解密。对方或别人仅仅知道公开密码,无法就此逆推出私人密码,所以能够保证私人密码的安全性,也就保证了传输过程的保密性,涉密文件不会就此被人解密(别人偷去无用,因为没有私人密码,无法解开)。这就是非对称加密在涉密文件传输的应用。

如果把上边这个过程反过来,非对称加密则会实现另一种用途,电子签名。比如说你发了一份文件,别人怎么会知道这个文件就是你发的,而不是别人冒用你的身份发的呢?就算有你的亲笔签名,可架不住有笔迹摹仿高手呢。这种时候,你就可以用你的私有密码对这份公开的文件进行加密,然后再把公开密码随同公布。如果别人用你公布的公开密码能够对此文件进行解密,如此便可以就此验证出加密者就是你本人,它的安全性很高,其保密性比真正的笔迹更要安全。

非对称应用的这两个过程可以各简缩成四个字,就是传输涉密文件时,“公(用密码)加私(人密码)解”,电子签名(验明发文者正身)时,是“私(人密码)加公(开密码)解”。

可以看出,非对称加密的好处就是保密性好,因为中间不需要双方交流私人密码的过程——只需要交流公开密码,而这个公开密码第三方偷去了没用(无法就它推导出私人密码),不好处也很明显,就是过程相对复杂,解密效率不及对称式的。

嗯,非对称加密对比对称加密,还有一个明显的不同点,即加密者自己无法解密。对方得到公开密码后,用它对文件进行加密后,这个加密后的文件,对方虽然是生成者,可他自己也没法解密。这一点和对称加密截然不同。

所以,要是需要双方或多方交流重要、敏感的信息,还是用非对称加密为宜。但若是自个儿保密用的,或是文件密级不是那么高的,综合看来大概用对称加密更好。

常用的非对称加密算法有哪些

称加密技术的优点加密一计算量下,速度快。缺点是,加密方和解密方必须协商好秘钥,且保证秘钥安全,如果一方泄露了秘钥整个通信就会被破解,加密信息就不再安全了。

和对称加密技术只使用一个秘钥不同,非对称机密技术使用两个秘钥进行加解密,一个叫做公钥,一个叫做私钥,私钥自己来保管,公钥可以公开,使用公钥加密的数据必须使用私钥解密,反之亦然公钥和私钥是两个不同的秘钥,因为这种加密方法被称为非对称几秒技术。相比于对称加密技术,非对称加密技术安全性更好,但性能更慢。

在互联网后端技术中非对称加密技术主要用于登录、数字签名、数字证书认证等场景。

常用的非对称加密算法有:

RSA:RSA 是一种目前应用非常广泛、历史也比较悠久的非对称秘钥加密技术,在1977年被麻省理工学院的罗纳德·李维斯特(Ron Rivest)、阿迪·萨莫尔(Adi Shamir)和伦纳德·阿德曼(Leonard Adleman)三位科学家提出,由于难于破解,RSA 是目前应用最广泛的数字加密和签名技术,比如国内的支付宝就是通过RSA算法来进行签名验证。它的安全程度取决于秘钥的长度,目前主流可选秘钥长度为 1024位、2048位、4096位等,理论上秘钥越长越难于破解,按照维基百科上的说法,小于等于256位的秘钥,在一台个人电脑上花几个小时就能被破解,512位的秘钥和768位的秘钥也分别在1999年和2009年被成功破解,虽然目前还没有公开资料证实有人能够成功破解1024位的秘钥,但显然距离这个节点也并不遥远,所以目前业界推荐使用 2048 位或以上的秘钥,不过目前看 2048 位的秘钥已经足够安全了,支付宝的官方文档上推荐也是2048位,当然更长的秘钥更安全,但也意味着会产生更大的性能开销。

DSA:既 Digital Signature Algorithm,数字签名算法,他是由美国国家标准与技术研究所(NIST)与1991年提出。和 RSA 不同的是 DSA 仅能用于数字签名,不能进行数据加密解密,其安全性和RSA相当,但其性能要比RSA快。

ECDSA:Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,椭圆曲线签名算法,是ECC(Elliptic curve cryptography,椭圆曲线密码学)和 DSA 的结合,椭圆曲线在密码学中的使用是在1985年由Neal Koblitz和Victor Miller分别独立提出的,相比于RSA算法,ECC 可以使用更小的秘钥,更高的效率,提供更高的安全保障,据称256位的ECC秘钥的安全性等同于3072位的RSA秘钥,和普通DSA相比,ECDSA在计算秘钥的过程中,部分因子使用了椭圆曲线算法。

非对称加密算法的主要应用

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。非对称加密的缺点是加解密速度要远远慢于对称加密,在某些极端情况下,甚至能比对称加密慢上1000倍。

DSACryptoServiceProviderRSACryptoServiceProvider

//加密

UnicodeEncoding encoding = new UnicodeEncoding();

byte[] PasswordBytes = encoding.GetBytes(password);//将密码转换为字节数组RSACryptoServiceProvider crypt=new RSACryptoServiceProvider();//RSA加密算法,非对称PasswordBytes=crypt.Encrypt(password ,false);//加密字节数组,这是加密后的密码值,放入数据库中的表字段中。

string key=crypt.ToXmlString(true);//输出密钥为XML格式的字符串,且包含私钥,这个字符串要作为数据库表中的一个字段同用户的密码放在一起。

//解密

RSACryptoServiceProvider crypt=new RSACryptoServiceProvider();//已随机生成了一个密钥对

crypt.Clear();//毁掉当前密钥对

crypt.FromXmlString(key)//输入密钥对,key是从数据库表字段中读取的那个XML格式的字符串,即密钥字段PasswordBytes=crypt.Decrypt(password ,false);//解密字节数组,返回原始密码给用户

上面方法的一个特点是每个用户对应一个密钥(包含公钥和私钥),它们都是随机生成的,所以各不相同。不过缺点也是很明显的,就是密钥存储在数据库中,如果数据库被攻破密钥就泄漏了。

还有另外一个方法就是依照上面方法随机生成一个密钥对(包含公钥和私钥),通过ToXmlString(true)方法导出,然后把这个XML字符串格式的密钥放到你的Web程序的Web.config文件的AppSetting节点里面,然后通过FromXmlString(key)方法读入密钥,这样就意味着所有的用户密码都用同一个密钥对加密和解密。

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。
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