对称加密(1) 对称加密基本原理

对称加密(1) 对称加密基本原理

对称加密是计算机加密领域最古老也是最经典的加密标准。虽然对称加密被认为不再是安全的加密方式，但是直到现在，我们还看不到它被淘汰的迹象。在很多非网络化的加密环境中，对称加密足以满足人们的需要。

对称加密采用单密钥加密方式，不论是加密还是解密都是用同一个密钥，即“一把钥匙开一把锁”。对称加密的好处在于操作简单、管理方便、速度快。它的缺点在于密钥在网络传输中容易被窃听，每个密钥只能应用一次，对密钥管理造成了困难。对称加密的实现形式和加密算法的公开性使它依赖于密钥的安全性，而不是算法的安全性。

一个对称加密系统由五个部分组成，可以表述为

S={M，C，K，E，D}

各字母的含义如下：

M：明文空间，所有明文的集合。

C：密文空间，全体密文的集合。

K：密钥空间，全体密钥的集合。

E：加密算法。

D：解密算法。

对称加密和解密一般会遵循如图1-1所示的流程。

图1-1  对称加密解密流程

现在对图6-1做简要的分析，数据的发送方现在想要把数据安全地发送给接收方，但是没有办法阻止攻击者在发送方和接收方之间监听网络，只能采用加密数据的方式。首先，发送方对使用加密算法E利用密钥K对要发送的明文M加密，得到密文C，这个过程可以简单的表示为：

C=E_K（M）

发送方将密文C通过网络传输给接收方。在传输过程中，如果攻击者截获了发送的信息，看到的只是密文，不采取破解手段是无法获得明文内容的。接收方在接收了发送方发来的密文之后，也同样没有办法获取明文，发送方必须通过特殊的途径将密钥发送给接收方。接收方利用密钥K使用解密算法获取明文，这个过程可表示为：

M=D_K（C）

从这个流程中可以体会到，密钥K的传递成为了最关键的一步，如果攻击者获取了K，那么就会轻而易举地破解密文，因为加密算法是公开的。