对称加密、非对称加密基础

2017-11-21 14:13:44 admin 6

一、 对称加密(Symmetric Cryptography) 

       对称加密是最快速、最简单的一种加密方式,加密(encryption)与解密(decryption)用的是同样的密钥(secret key),这种方法在密码学中叫做对称加密算法。对称加密有很多种算法,由于它效率很高,所以被广泛使用在很多加密协议的核心当中。

       对称加密通常使用的是相对较小的密钥,一般小于256 bit。因为密钥越大,加密越强,但加密与解密的过程越慢。如果你只用1 bit来做这个密钥,那黑客们可以先试着用0来解密,不行的话就再用1解;但如果你的密钥有1 MB大,黑客们可能永远也无法破解,但加密和解密的过程要花费很长的时间。密钥的大小既要照顾到安全性,也要照顾到效率,是一个trade-off。

       2000年10月2日,美国国家标准与技术研究所(NIST--American National Institute of Standards and Technology)选择了Rijndael算法作为新的高级加密标准(AES--Advanced Encryption Standard)。

       对称加密的一大缺点是密钥的管理与分配,换句话说,如何把密钥发送到需要解密你的消息的人的手里是一个问题。在发送密钥的过程中,密钥有很大的风险会被黑客们拦截。现实中通常的做法是将对称加密的密钥进行非对称加密,然后传送给需要它的人。 


二、  非对称加密(Asymmetric Cryptography)

       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”。相对于“对称加密算法”这种方法也叫做“非对称加密算法”。

       非对称加密为数据的加密与解密提供了一个非常安全的方法,它使用了一对密钥,公钥(public key)和私钥(private key)。私钥只能由一方安全保管,不能外泄,而公钥则可以发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密,而解密则需要另一个密钥。比如,你向银行请求公钥,银行将公钥发给你,你使用公钥对消息加密,那么只有私钥的持有人--银行才能对你的消息解密。与对称加密不同的是,银行不需要将私钥通过网络发送出去,因此安全性大大提高。

       目前最常用的非对称加密算法是RSA算法,是Rivest, Shamir, 和Adleman于1978年发明。

       虽然非对称加密很安全,但是和对称加密比起来,它非常的慢,所以我们还是要用对称加密来传送消息,但对称加密所使用的密钥我们可以通过非对称加密的方式发送出去。为了解释这个过程,请看下面的例子:

(1) A需要在银行的网站做一笔交易,她的浏览器首先生成了一个随机数作为对称密钥。

(2) A的浏览器向银行的网站请求公钥。

(3) 银行将公钥发送给A。

(4) A的浏览器使用银行的公钥将自己的对称密钥加密。

(5) A的浏览器将加密后的对称密钥发送给银行。

(6) 银行使用私钥解密得到A浏览器的对称密钥。

(7) A与银行可以使用对称密钥来对沟通的内容进行加密与解密了。


三、 总结

(1) 对称加密加密与解密使用的是同样的密钥,所以速度快,但由于需要将密钥在网络传输,所以安全性不高。

(2) 非对称加密使用了一对密钥,分别是公钥与私钥,所以安全性高,但加密与解密速度慢。

      如何解决高可靠的安全传输及加解密速度?

      解决的办法是将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密,然后发送出去,接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥,然后双方可以使用对称加密来进行沟通。