对称加密、非对称加密、散列(哈希)算法
对称加密算法
也叫私钥加密算法,其特征是收信方和发信方使用相同的密钥,即加密密钥和解密密钥是相同或等价的。
非对称加密算法
也叫公钥加密算法。其特征是收信方和发信方使用的密钥互不相同,而且几乎不可能从加密密钥推导解密密钥。
用公钥加密的过程叫加密
用私钥解密的过程叫解密
用私钥加密的消息称为签名,只有拥有私钥的用户可以生成签名
用公钥解密签名这一步称为验证签名(验签),所有用户都可以验证签名(因为公钥是公开的)
一旦签名验证成功,根据公私钥数学上的对应关系,就可以知道该消息是唯一拥有私钥的用户发送的,而不是随便一个用户发送的。
由于私钥是唯一的,因此数字签名可以保证发送者事后不能抵赖对报文的签名。由此,消息的接收者可以通过数字签名,使第三方确信签名人的身份及发出消息的事实。当双方就消息发出与否及其内容出现争论时,数字签名就可成为一个有力的证据。
证书
证书是第三方机构颁发的,包含服务器的公钥信息,用第三方机构的私钥加密,而第三方的公钥是公开的。
服务器把证书发给客户端,客户端用第三方机构的公钥解密证书就可以获得服务器的公钥,客户端不用自己存储服务器的公钥。
如果不使用证书,客户端就必须存储服务器的公钥A,客户端必须保证存储的服务器公钥A不被篡改,否则就不能解密服务器信息。
如果客户端存储的服务器公钥A被篡改成B,篡改者拥有B所对应的私钥BB,篡改者向客户端发送数据,客户端就能解密,认为篡改者发的消息是服务器发的。
散列算法
散列算法,又称哈希函数,是一种单向加密算法。在信息安全技术中,经常需要验证消息的完整性,散列(Hash)函数提供了这一服务,它对不同长度的输入消息,产生固定长度的输出。这个固定长度的输出称为原输入消息的"散列"或"消息摘要"(Message digest)。散列算法不算加密算法,因为其结果是不可逆的,既然是不可逆的,那么当然不是用来加密的。
对某个数据包进行散列算法计算得到一个数字,称这个数值为摘要
具体算法种类
对称性加密算法有:AES、DES、3DES
用途:对称加密算法用来对敏感数据等信息进行加密
DES(Data Encryption Standard):数据加密标准,速度较快,适用于加密大量数据的场合。
3DES(Triple DES):是基于DES,对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密,强度更高。
AES(Advanced Encryption Standard):高级加密标准,是下一代的加密算法标准,速度快,安全级别高;AES是一个使用128为分组块的分组加密算法,分组块和128、192或256位的密钥一起作为输入,对4×4的字节数组上进行操作。众所周之AES是种十分高效的算法,尤其在8位架构中,这源于它面向字节的设计。AES 适用于8位的小型单片机或者普通的32位微处理器,并且适合用专门的硬件实现,硬件实现能够使其吞吐量(每秒可以到达的加密/解密bit数)达到十亿量级。同样,其也适用于RFID系统。
非对称性算法有:RSA、DSA、ECC
RSA:由 RSA 公司发明,是一个支持变长密钥的公共密钥算法,需要加密的文件块的长度也是可变的。RSA在国外早已进入实用阶段,已研制出多种高速的RSA的专用芯片。
DSA(Digital Signature Algorithm):数字签名算法,是一种标准的 DSS(数字签名标准),严格来说不算加密算法。
ECC(Elliptic Curves Cryptography):椭圆曲线密码编码学。ECC和RSA相比,具有多方面的绝对优势,主要有:抗攻击性强。相同的密钥长度,其抗攻击性要强很多倍。计算量小,处理速度快。ECC总的速度比RSA、DSA要快得多。存储空间占用小。ECC的密钥尺寸和系统参数与RSA、DSA相比要小得多,意味着它所占的存贮空间要小得多。这对于加密算法在IC卡上的应用具有特别重要的意义。带宽要求低。当对长消息进行加解密时,三类密码系统有相同的带宽要求,但应用于短消息时ECC带宽要求却低得多。带宽要求低使ECC在无线网络领域具有广泛的应用前景。
散列算法(签名算法)有:MD5、SHA1、HMAC
用途:主要用于验证,防止信息被修。具体用途如:文件校验、数字签名、鉴权协议
MD5:MD5是一种不可逆的加密算法,目前是最牢靠的加密算法之一,尚没有能够逆运算的程序被开发出来,它对应任何字符串都可以加密成一段唯一的固定长度的代码。
SHA1:是由NISTNSA设计为同DSA一起使用的,它对长度小于264的输入,产生长度为160bit的散列值,因此抗穷举(brute-force)性更好。SHA-1设计时基于和MD4相同原理,并且模仿了该算法。SHA-1是由美国标准技术局(NIST)颁布的国家标准,是一种应用最为广泛的Hash函数算法,也是目前最先进的加密技术,被政府部门和私营业主用来处理敏感的信息。而SHA-1基于MD5,MD5又基于MD4。
HMAC:是密钥相关的哈希运算消息认证码(Hash-based Message Authentication Code),HMAC运算利用哈希算法,以一个密钥和一个消息为输入,生成一个消息摘要作为输出。也就是说HMAC是需要一个密钥的。所以,HMAC_SHA1也是需要一个密钥的,而SHA1不需要。
CRC(Cyclic Redundancy Check,循环冗余校验)算法出现时间较长,应用也十分广泛,尤其是通讯领域,现在应用最多的就是 CRC32 算法,它产生一个4字节(32位)的校验值,一般是以8位十六进制数,如FA 12 CD 45等。CRC算法的优点在于简便、速度快,严格的来说,CRC更应该被称为数据校验算法,但其功能与数据摘要算法类似,因此也作为测试的可选算法。