目前使用的加密算法可分為兩大類:對(duì)稱加密算法,非對(duì)稱加密算法和不可逆加密算法。
對(duì)稱加密算法:
對(duì)稱加密算法是應(yīng)用較早的加密算法,技術(shù)成熟。在對(duì)稱加密算法中,數(shù)據(jù)發(fā)信方將明文(原始數(shù)據(jù))和加密密鑰一起經(jīng)過特殊加密算法處理后,使其變成復(fù)雜的加密密文發(fā)送出去。收信方收到密文后,若想解讀原文,則需要使用加密用過的密鑰及相同算法的逆算法對(duì)密文進(jìn)行解密,才能使其恢復(fù)成可讀明文。在對(duì)稱加密算法中,使用的密鑰只有一個(gè),發(fā)收信雙方都使用這個(gè)密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密,這就要求解密方事先必須知道加密密鑰。對(duì)稱加密算法的特點(diǎn)是算法公開、計(jì)算量小、加密速度快、加密效率高。不足之處是,交易雙方都使用同樣鑰匙,安全性得不到保證。此外,每對(duì)用戶每次使用對(duì)稱加密算法時(shí),都需要使用其他人不知道的惟一鑰匙,這會(huì)使得發(fā)收信雙方所擁有的鑰匙數(shù)量成幾何級(jí)數(shù)增長,密鑰管理成為用戶的負(fù)擔(dān)。對(duì)稱加密算法在分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上使用較為困難,主要是因?yàn)槊荑€管理困難,使用成本較高。在計(jì)算機(jī)專網(wǎng)系統(tǒng)中廣泛使用的對(duì)稱加密算法有DES和IDEA等。美國國家標(biāo)準(zhǔn)局倡導(dǎo)的AES即將作為新標(biāo)準(zhǔn)取代DES。
非對(duì)稱加密算法:
不對(duì)稱加密算法使用兩把完全不同但又是完全匹配的一對(duì)鑰匙—公鑰和私鑰。在使用不對(duì)稱加密算法加密文件時(shí),只有使用匹配的一對(duì)公鑰和私鑰,才能完成對(duì)明文的加密和解密過程。加密明文時(shí)采用公鑰加密,解密密文時(shí)使用私鑰才能完成,而且發(fā)信方(加密者)知道收信方的公鑰,只有收信方(解密者)才是唯一知道自己私鑰的人。不對(duì)稱加密算法的基本原理是,如果發(fā)信方想發(fā)送只有收信方才能解讀的加密信息,發(fā)信方必須首先知道收信方的公鑰,然后利用收信方的公鑰來加密原文;收信方收到加密密文后,使用自己的私鑰才能解密密文。顯然,采用不對(duì)稱加密算法,收發(fā)信雙方在通信之前,收信方必須將自己早已隨機(jī)生成的公鑰送給發(fā)信方,而自己保留私鑰。由于不對(duì)稱算法擁有兩個(gè)密鑰,因而特別適用于分布式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)加密。廣泛應(yīng)用的不對(duì)稱加密算法有RSA算法和美國國家標(biāo)準(zhǔn)局提出的DSA。以不對(duì)稱加密算法為基礎(chǔ)的加密技術(shù)應(yīng)用非常廣泛。
不可逆加密算法:
不可逆加密算法的特征是加密過程中不需要使用密鑰,輸入明文后由系統(tǒng)直接經(jīng)過加密算法處理成密文,這種加密后的數(shù)據(jù)是無法被解密的,只有重新輸入明文,并再次經(jīng)過同樣不可逆的加密算法處理,得到相同的加密密文并被系統(tǒng)重新識(shí)別后,才能真正解密。顯然,在這類加密過程中,加密是自己,解密還得是自己,而所謂解密,實(shí)際上就是重新加一次密,所應(yīng)用的“密碼”也就是輸入的明文。不可逆加密算法不存在密鑰保管和分發(fā)問題,非常適合在分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上使用,但因加密計(jì)算復(fù)雜,工作量相當(dāng)繁重,通常只在數(shù)據(jù)量有限的情形下使用,如廣泛應(yīng)用在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的口令加密,利用的就是不可逆加密算法。近年來,隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的不斷提高,不可逆加密的應(yīng)用領(lǐng)域正在逐漸增大。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用較多不可逆加密算法的有RSA公司發(fā)明的MD5算法和由美國國家標(biāo)準(zhǔn)局建議的不可逆加密標(biāo)準(zhǔn)SHS(Secure Hash Standard:安全雜亂信息標(biāo)準(zhǔn))等。
加密技術(shù)
加密算法是加密技術(shù)的基礎(chǔ),任何一種成熟的加密技術(shù)都是建立多種加密算法組合,或者加密算法和其他應(yīng)用軟件有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)之上的。
下面我們介紹幾種在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的加密技術(shù)。
非否認(rèn)(Non-repudiation)技術(shù):
該技術(shù)的核心是不對(duì)稱加密算法的公鑰技術(shù),通過產(chǎn)生一個(gè)與用戶認(rèn)證數(shù)據(jù)有關(guān)的數(shù)字簽名來完成。當(dāng)用戶執(zhí)行某一交易時(shí),這種簽名能夠保證用戶今后無法否認(rèn)該交易發(fā)生的事實(shí)。由于非否認(rèn)技術(shù)的操作過程簡(jiǎn)單,而且直接包含在用戶的某類正常的電子交易中,因而成為當(dāng)前用戶進(jìn)行電子商務(wù)、取得商務(wù)信任的重要保證。
PGP(Pretty Good Privacy)技術(shù):
PGP技術(shù)是一個(gè)基于不對(duì)稱加密算法RSA公鑰體系的郵件加密技術(shù),也是一種操作簡(jiǎn)單、使用方便、普及程度較高的加密軟件。PGP技術(shù)不但可以對(duì)電子郵件加密,防止非授權(quán)者閱讀信件;還能對(duì)電子郵件附加數(shù)字簽名,使收信人能明確了解發(fā)信人的真實(shí)身份;也可以在不需要通過任何保密渠道傳遞密鑰的情況下,使人們安全地進(jìn)行保密通信。PGP技術(shù)創(chuàng)造性地把RSA不對(duì)稱加密算法的方便性和傳統(tǒng)加密體系結(jié)合起來,在數(shù)字簽名和密鑰認(rèn)證管理機(jī)制方面采用了無縫結(jié)合的巧妙設(shè)計(jì),使其幾乎成為最為流行的公鑰加密軟件包。
數(shù)字簽名(Digital Signature)技術(shù) :
數(shù)字簽名技術(shù)是不對(duì)稱加密算法的典型應(yīng)用。數(shù)字簽名的應(yīng)用過程是,數(shù)據(jù)源發(fā)送方使用自己的私鑰對(duì)數(shù)據(jù)校驗(yàn)和或其他與數(shù)據(jù)內(nèi)容有關(guān)的變量進(jìn)行加密處理,完成對(duì)數(shù)據(jù)的合法“簽名”,數(shù)據(jù)接收方則利用對(duì)方的公鑰來解讀收到的“數(shù)字簽名”,并將解讀結(jié)果用于對(duì)數(shù)據(jù)完整性的檢驗(yàn),以確認(rèn)簽名的合法性。數(shù)字簽名技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)虛擬環(huán)境中確認(rèn)身份的重要技術(shù),完全可以代替現(xiàn)實(shí)過程中的“親筆簽字”,在技術(shù)和法律上有保證。在公鑰與私鑰管理方面,數(shù)字簽名應(yīng)用與加密郵件PGP技術(shù)正好相反。在數(shù)字簽名應(yīng)用中,發(fā)送者的公鑰可以很方便地得到,但他的私鑰則需要嚴(yán)格保密。
PKI(Public Key Infrastructure)技術(shù):
PKI技術(shù)是一種以不對(duì)稱加密技術(shù)為核心、可以為網(wǎng)絡(luò)提供安全服務(wù)的公鑰基礎(chǔ)設(shè)施。PKI技術(shù)最初主要應(yīng)用在Internet環(huán)境中,為復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供統(tǒng)一的身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密和完整性保障機(jī)制。由于PKI技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域所表現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢(shì),因而受到銀行、證券、政府等核心應(yīng)用系統(tǒng)的青睞。PKI技術(shù)既是信息安全技術(shù)的核心,也是電子商務(wù)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)技術(shù)。由于通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的電子商務(wù)、電子政務(wù)等活動(dòng)缺少物理接觸,因而使得利用電子方式驗(yàn)證信任關(guān)系變得至關(guān)重要,PKI技術(shù)恰好能夠有效解決電子商務(wù)應(yīng)用中的機(jī)密性、真實(shí)性、完整性、不可否認(rèn)性和存取控制等安全問題。一個(gè)實(shí)用的PKI體系還必須充分考慮互操作性和可擴(kuò)展性。PKI體系所包含的認(rèn)證中心(CA)、注冊(cè)中心(RA)、策略管理、密鑰與證書管理、密鑰備份與恢復(fù)、撤銷系統(tǒng)等功能模塊應(yīng)該有機(jī)地結(jié)合在一起。
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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
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加密算法
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原文標(biāo)題:淺談加密算法
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