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加密算法分类

keros@mark 2022-10-30 资讯中心

很高兴和大家一起分享加密算法分类的知识,希望对各位有所帮助。

本文目录一览

数据加密技术的分类

对称密钥是最古老的,一般说“密电码”采用的就是对称密钥。由于对称密钥运算量小、速度快、安全强度高,因而如今仍广泛被采用。

DES是一种数据分组的加密算法,它将数据分成长度为64位的数据块,其中8位用作奇偶校验,剩余的56位作为密码的长度。第一步将原文进行置换,得到64位的杂乱无章的数据组;第二步将其分成均等两段;第三步用加密函数进行变换,并在给定的密钥参数条件下,进行多次迭代而得到加密密文。 公开密钥,又称非对称密钥,加密和解密时使用不同的密钥,即不同的算法,虽然两者之间存在一定的关系,但不可能轻易地从一个推导出另一个。有一把公用的加密密钥,有多把解密密钥,如RSA算法。

非对称密钥由于两个密钥(加密密钥和解密密钥)各不相同,因而可以将一个密钥公开,而将另一个密钥保密,同样可以起到加密的作用。

在这种编码过程中,一个密码用来加密消息,而另一个密码用来解密消息。在两个密钥中有一种关系,通常是数学关系。公钥和私钥都是一组十分长的、数字上相关的素数(是另一个大数字的因数)。有一个密钥不足以翻译出消息,因为用一个密钥加密的消息只能用另一个密钥才能解密。每个用户可以得到唯一的一对密钥,一个是公开的,另一个是保密的。公共密钥保存在公共区域,可在用户中传递,甚至可印在报纸上面。而私钥必须存放在安全保密的地方。任何人都可以有你的公钥,但是只有你一个人能有你的私钥。它的工作过程是:“你要我听你的吗?除非你用我的公钥加密该消息,我就可以听你的,因为我知道没有别人在偷听。只有我的私钥(其他人没有)才能解密该消息,所以我知道没有人能读到这个消息。我不必担心大家都有我的公钥,因为它不能用来解密该消息。”

公开密钥的加密机制虽提供了良好的保密性,但难以鉴别发送者,即任何得到公开密钥的人都可以生成和发送报文。数字签名机制提供了一种鉴别方法,以解决伪造、抵赖、冒充和篡改等问题。 数字签名一般采用非对称加密技术(如RSA),通过对整个明文进行某种变换,得到一个值,作为核实签名。接收者使用发送者的公开密钥对签名进行解密运算,如其结果为明文,则签名有效,证明对方的身份是真实的。当然,签名也可以采用多种方式,例如,将签名附在明文之后。数字签名普遍用于银行、电子贸易等。

数字签名不同于手写签字:数字签名随文本的变化而变化,手写签字反映某个人个性特征,是不变的;数字签名与文本信息是不可分割的,而手写签字是附加在文本之后的,与文本信息是分离的。

值得注意的是,能否切实有效地发挥加密机制的作用,关键的问题在于密钥的管理,包括密钥的生存、分发、安装、保管、使用以及作废全过程。

常用的加密算法有哪些?

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。

加密技术有哪几种分类

加密技术分为私用密钥加密技术和公开密钥加密技术。其中私用密钥加密技术中最具有代表性的算法是IBM公司提出的DES算法、三重DES算法(是DES加强版)、日本密码学家提出随机化数据加密标准(RDES)、瑞士学者发明的IDEA国际信息加密算法;公开密钥加密技术的核心是运用一种特殊的数学函数(单向陷门函数)。算法有很多,比如著名的背包算法等。目前公认比较安全的是RSA算法及其变种和离散对数算法等等。

数据来源《小议数据加密技术》

加密技术分为哪两类

加密技术分为:

1、对称加密

对称加密采用了对称密码编码技术,它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥,即加密密钥也可以用作解密密钥,这种方法在密码学中叫做对称加密算法,对称加密算法使用起来简单快捷,密钥较短,且破译困难

2、非对称

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”。

加密技术的功能:

原有的单密钥加密技术采用特定加密密钥加密数据,而解密时用于解密的密钥与加密密钥相同,这称之为对称型加密算法。采用此加密技术的理论基础的加密方法如果用于网络传输数据加密,则不可避免地出现安全漏洞。

区别于原有的单密钥加密技术,PKI采用非对称的加密算法,即由原文加密成密文的密钥不同于由密文解密为原文的密钥,以避免第三方获取密钥后将密文解密。

以上内容参考:百度百科—加密技术

常见加密技术的分类和特点是什么

常见的加密技术有对称加密和非对称加密这两类,他们的特点是对称加密使用同样的密码来做加密和解密,非对称算法采用不同的密码来做加密和解密。另外还有一些离散数据的信息处理技术比如MD5或者是SHA的运算,他们的目的是为了知道数据的完整性,就是原始的数据有没有被人修改而出现的。

计算机密码学中有哪些加密算法?

、信息加密概述

密码学是一门古老而深奥的学科,它对一般人来说是莫生的,因为长期以来,它只在很少的范围内,如军事、外交、情报等部门使用。计算机密码学是研究计算机信息加密、解密及其变换的科学,是数学和计算机的交义学科,也是一门新兴的学科。随着计算机网络和计算机通讯技术的发展,计算机密码学得到前所未有的重视并迅速普及和发展起来。在国外,它已成为计算机安全主要的研究方向,也是计算机安全课程教学中的主要内容。

密码是实现秘密通讯的主要手段,是隐蔽语言、文字、图象的特种符号。凡是用特种符号按照通讯双方约定的方法把电文的原形隐蔽起来,不为第三者所识别的通讯方式称为密码通讯。在计算机通讯中,采用密码技术将信息隐蔽起来,再将隐蔽后的信息传输出去,使信息在传输过程中即使被窃取或载获,窃取者也不能了解信息的内容,从而保证信息传输的安全。

任何一个加密系统至少包括下面四个组成部分:

( 1)、未加密的报文,也称明文。

( 2)、加密后的报文,也称密文。

( 3)、加密解密设备或算法。

( 4)、加密解密的密钥。

发送方用加密密钥,通过加密设备或算法,将信息加密后发送出去。接收方在收到密文后,用解密密钥将密文解密,恢复为明文。如果传输中有人窃取,他只能得到无法理解的密文,从而对信息起到保密作用。

二、密码的分类

从不同的角度根据不同的标准,可以把密码分成若干类。

(一)按应用技术或历史发展阶段划分:

1、手工密码。以手工完成加密作业,或者以简单器具辅助操作的密码,叫作手工密码。第一次世界大战前主要是这种作业形式。

2、机械密码。以机械密码机或电动密码机来完成加解密作业的密码,叫作机械密码。这种密码从第一次世界大战出现到第二次世界大战中得到普遍应用。3、电子机内乱密码。通过电子电路,以严格的程序进行逻辑运算,以少量制乱元素生产大量的加密乱数,因为其制乱是在加解密过程中完成的而不需预先制作,所以称为电子机内乱密码。从五十年代末期出现到七十年代广泛应用。

4、计算机密码,是以计算机软件编程进行算法加密为特点,适用于计算机数据保护和网络通讯等广泛用途的密码。

(二)按保密程度划分:

1、理论上保密的密码。不管获取多少密文和有多大的计算能力,对明文始终不能得到唯一解的密码,叫作理论上保密的密码。也叫理论不可破的密码。如客观随机一次一密的密码就属于这种。

2、实际上保密的密码。在理论上可破,但在现有客观条件下,无法通过计算来确定唯一解的密码,叫作实际上保密的密码。

3、不保密的密码。在获取一定数量的密文后可以得到唯一解的密码,叫作不保密密码。如早期单表代替密码,后来的多表代替密码,以及明文加少量密钥等密码,现在都成为不保密的密码。

(三)、按密钥方式划分:

1、对称式密码。收发双方使用相同密钥的密码,叫作对称式密码。传统的密码都属此类。

2、非对称式密码。收发双方使用不同密钥的密码,叫作非对称式密码。如现代密码中的公共密钥密码就属此类。

(四)按明文形态:

1、模拟型密码。用以加密模拟信息。如对动态范围之内,连续变化的语音信号加密的密码,叫作模拟式密码。

2、数字型密码。用于加密数字信息。对两个离散电平构成0、1二进制关系的电报信息加密的密码叫作数字型密码。

(五)按编制原理划分:

可分为移位、代替和置换三种以及它们的组合形式。古今中外的密码,不论其形态多么繁杂,变化多么巧妙,都是按照这三种基本原理编制出来的。移位、代替和置换这三种原理在密码编制和使用中相互结合,灵活应用。

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