此次我們來(lái)講解下關(guān)于各種加解密算法的比較，其中有對(duì)稱(chēng)加密算法，非對(duì)稱(chēng)加密算法，散列算法等等。

對(duì)稱(chēng)加密算法

對(duì)稱(chēng)加密算法用來(lái)對(duì)敏感數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行加密，常用的算法包括：

DES（Data Encryption Standard）：數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，速度較快，適用于加密大量數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。

3DES（Triple DES）：是基于DES，對(duì)一塊數(shù)據(jù)用三個(gè)不同的密鑰進(jìn)行三次加密，強(qiáng)度更高。

AES（Advanced Encryption Standard）：高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)，是下一代的加密算法標(biāo)準(zhǔn)，速度快，安全級(jí)別高；

AES與3DES的比較

非對(duì)稱(chēng)算法

RSA：由?RSA?公司發(fā)明，是一個(gè)支持變長(zhǎng)密鑰的公共密鑰算法，需要加密的文件塊的長(zhǎng)度也是可變的；

DSA（Digital Signature Algorithm）：數(shù)字簽名算法，是一種標(biāo)準(zhǔn)的?DSS（數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)）；

ECC（Elliptic Curves Cryptography）：橢圓曲線密碼編碼學(xué)。

ECC和RSA相比，在許多方面都有對(duì)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下方面：

抗攻擊性強(qiáng)。相同的密鑰長(zhǎng)度，其抗攻擊性要強(qiáng)很多倍。

計(jì)算量小，處理速度快。ECC總的速度比RSA、DSA要快得多。

存儲(chǔ)空間占用小。ECC的密鑰尺寸和系統(tǒng)參數(shù)與RSA、DSA相比要小得多，意味著它所占的存貯空間要小得多。這對(duì)于加密算法在IC卡上的應(yīng)用具有特別重要的意義。

帶寬要求低。當(dāng)對(duì)長(zhǎng)消息進(jìn)行加解密時(shí)，三類(lèi)密碼系統(tǒng)有相同的帶寬要求，但應(yīng)用于短消息時(shí)ECC帶寬要求卻低得多。帶寬要求低使ECC在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

下面兩張表示是RSA和ECC的安全性和速度的比較。

RSA和ECC安全模長(zhǎng)得比較

RSA和ECC速度比較

散列算法

散列是信息的提煉，通常其長(zhǎng)度要比信息小得多，且為一個(gè)固定長(zhǎng)度。加密性強(qiáng)的散列一定是不可逆的，這就意味著通過(guò)散列結(jié)果，無(wú)法推出任何部分的原始信息。任何輸入信息的變化，哪怕僅一位，都將導(dǎo)致散列結(jié)果的明顯變化，這稱(chēng)之為雪崩效應(yīng)。散列還應(yīng)該是防沖突的，即找不出具有相同散列結(jié)果的兩條信息。具有這些特性的散列結(jié)果就可以用于驗(yàn)證信息是否被修改。

單向散列函數(shù)一般用于產(chǎn)生消息摘要，密鑰加密等，常見(jiàn)的有：

l?????????MD5（Message Digest Algorithm 5）：是RSA數(shù)據(jù)安全公司開(kāi)發(fā)的一種單向散列算法，非可逆，相同的明文產(chǎn)生相同的密文。

l?????????SHA（Secure Hash Algorithm）：可以對(duì)任意長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)運(yùn)算生成一個(gè)160位的數(shù)值；

SHA-1與MD5的比較

因?yàn)槎呔蒑D4導(dǎo)出，SHA-1和MD5彼此很相似。相應(yīng)的，他們的強(qiáng)度和其他特性也是相似，但還有以下幾點(diǎn)不同：

l?????????對(duì)強(qiáng)行供給的安全性：最顯著和最重要的區(qū)別是SHA-1摘要比MD5摘要長(zhǎng)32?位。使用強(qiáng)行技術(shù)，產(chǎn)生任何一個(gè)報(bào)文使其摘要等于給定報(bào)摘要的難度對(duì)MD5是2¹²⁸數(shù)量級(jí)的操作，而對(duì)SHA-1則是2¹⁶⁰數(shù)量級(jí)的操作。這樣，SHA-1對(duì)強(qiáng)行攻擊有更大的強(qiáng)度。

l?????????對(duì)密碼分析的安全性：由于MD5的設(shè)計(jì)，易受密碼分析的攻擊，SHA-1顯得不易受這樣的攻擊。

l?????????速度：在相同的硬件上，SHA-1的運(yùn)行速度比MD5慢。

對(duì)稱(chēng)與非對(duì)稱(chēng)算法比較

以上綜述了兩種加密方法的原理，總體來(lái)說(shuō)主要有下面幾個(gè)方面的不同：

l?????????在管理方面：公鑰密碼算法只需要較少的資源就可以實(shí)現(xiàn)目的，在密鑰的分配上，兩者之間相差一個(gè)指數(shù)級(jí)別（一個(gè)是n一個(gè)是n²）。所以私鑰密碼算法不適應(yīng)廣域網(wǎng)的使用，而且更重要的一點(diǎn)是它不支持?jǐn)?shù)字簽名。

l?????????在安全方面：由于公鑰密碼算法基于未解決的數(shù)學(xué)難題，在破解上幾乎不可能。對(duì)于私鑰密碼算法，到了AES雖說(shuō)從理論來(lái)說(shuō)是不可能破解的，但從計(jì)算機(jī)的發(fā)展角度來(lái)看。公鑰更具有優(yōu)越性。

l?????????從速度上來(lái)看：AES的軟件實(shí)現(xiàn)速度已經(jīng)達(dá)到了每秒數(shù)兆或數(shù)十兆比特。是公鑰的100倍，如果用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的話這個(gè)比值將擴(kuò)大到1000倍。

1. 三.加密算法的選擇

由于非對(duì)稱(chēng)加密算法的運(yùn)行速度比對(duì)稱(chēng)加密算法的速度慢很多，當(dāng)我們需要加密大量的數(shù)據(jù)時(shí)，建議采用對(duì)稱(chēng)加密算法，提高加解密速度。

對(duì)稱(chēng)加密算法不能實(shí)現(xiàn)簽名，因此簽名只能非對(duì)稱(chēng)算法。

由于對(duì)稱(chēng)加密算法的密鑰管理是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，密鑰的管理直接決定著他的安全性，因此當(dāng)數(shù)據(jù)量很小時(shí)，我們可以考慮采用非對(duì)稱(chēng)加密算法。

在實(shí)際的操作過(guò)程中，我們通常采用的方式是：采用非對(duì)稱(chēng)加密算法管理對(duì)稱(chēng)算法的密鑰，然后用對(duì)稱(chēng)加密算法加密數(shù)據(jù)，這樣我們就集成了兩類(lèi)加密算法的優(yōu)點(diǎn)，既實(shí)現(xiàn)了加密速度快的優(yōu)點(diǎn)，又實(shí)現(xiàn)了安全方便管理密鑰的優(yōu)點(diǎn)。

那采用多少位的密鑰呢？?RSA建議采用1024位的數(shù)字，ECC建議采用160位，AES采用128為即可。

1. 四.密碼學(xué)在現(xiàn)代的應(yīng)用

保密通信：保密通信是密碼學(xué)產(chǎn)生的動(dòng)因。使用公私鑰密碼體制進(jìn)行保密通信時(shí)，信息接收者只有知道對(duì)應(yīng)的密鑰才可以解密該信息。

數(shù)字簽名：數(shù)字簽名技術(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手寫(xiě)簽名，而且從安全的角度考慮，數(shù)字簽名具有很好的防偽造功能。在政府機(jī)關(guān)、軍事領(lǐng)域、商業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用環(huán)境。

秘密共享：秘密共享技術(shù)是指將一個(gè)秘密信息利用密碼技術(shù)分拆成n個(gè)稱(chēng)為共享因子的信息，分發(fā)給n個(gè)成員，只有k(k≤n)個(gè)合法成員的共享因子才可以恢復(fù)該秘密信息，其中任何一個(gè)或m(m≤k)個(gè)成員合作都不知道該秘密信息。利用秘密共享技術(shù)可以控制任何需要多個(gè)人共同控制的秘密信息、命令等。

認(rèn)證功能：在公開(kāi)的信道上進(jìn)行敏感信息的傳輸，采用簽名技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)消息的真實(shí)性、完整性進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)驗(yàn)證公鑰證書(shū)實(shí)現(xiàn)對(duì)通信主體的身份驗(yàn)證。

密鑰管理：密鑰是保密系統(tǒng)中更為脆弱而重要的環(huán)節(jié)，公鑰密碼體制是解決密鑰管理工作的有力工具；利用公鑰密碼體制進(jìn)行密鑰協(xié)商和產(chǎn)生，保密通信雙方不需要事先共享秘密信息；利用公鑰密碼體制進(jìn)行密鑰分發(fā)、保護(hù)、密鑰托管、密鑰恢復(fù)等。

基于公鑰密碼體制可以實(shí)現(xiàn)以上通用功能以外，還可以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)以下的系統(tǒng)：安全電子商務(wù)系統(tǒng)、電子現(xiàn)金系統(tǒng)、電子選舉系統(tǒng)、電子招投標(biāo)系統(tǒng)、電子彩票系統(tǒng)等。

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