常用加密技术的原理及算法
图片来源于网络，如有侵权联系删除
一、对称加密技术
1、原理
- 对称加密使用相同的密钥进行加密和解密操作，发送方使用密钥将明文转换为密文，接收方使用相同的密钥将密文还原为明文，这种加密方式的关键在于密钥的保密性，因为一旦密钥泄露，密文就很容易被破解。
2、算法 - DES（Data Encryption Standard）
- DES是一种经典的对称加密算法，它将64位的明文数据块进行加密，其中8位用于奇偶校验，实际有效数据为56位。
- 加密过程中，首先对明文进行初始置换，然后将其分为左右两部分，每部分32位，通过16轮的迭代运算，每轮使用不同的子密钥（由56位的主密钥生成），在每轮迭代中，右半部分数据进行扩展置换后与子密钥进行异或运算，然后再与左半部分数据进行特定的函数运算，最后左右部分交换位置（除了最后一轮），经过16轮迭代后，再进行逆初始置换得到64位的密文。
- 随着计算机技术的发展，DES的56位密钥长度相对较短，安全性逐渐受到威胁。
3、算法 - AES（Advanced Encryption Standard）
图片来源于网络，如有侵权联系删除
- AES是为了替代DES而被提出的，它支持128位、192位和256位的密钥长度。
- 以128位密钥的AES为例，它将128位的明文数据块进行加密，加密过程包括字节替换、行移位、列混淆和轮密钥加等操作，AES进行10轮（128位密钥）、12轮（192位密钥）或14轮（256位密钥）的迭代，字节替换是通过一个查找表将每个字节替换为另一个字节；行移位是对数据块的行进行循环移位操作；列混淆是对数据块的列进行特定的矩阵乘法运算；轮密钥加是将每轮的子密钥与数据块进行异或操作，AES具有很高的安全性和效率，广泛应用于各种加密场景，如网络通信加密、数据存储加密等。
二、非对称加密技术
1、原理
- 非对称加密使用一对密钥，即公钥和私钥，公钥可以公开，任何人都可以使用公钥对数据进行加密；而私钥只有拥有者知道，只有使用私钥才能对用公钥加密的数据进行解密，这种加密方式解决了对称加密中密钥分发的难题。
2、算法 - RSA（Rivest - Shamir - Adleman）
- RSA算法基于数论中的大数分解难题，首先选择两个大质数p和q，计算它们的乘积n = pq，然后计算n的欧拉函数φ(n)=(p - 1)(q - 1)，接着选择一个与φ(n)互质的整数e（公钥的一部分），并计算出d（私钥的一部分），使得ed≡1(mod φ(n))。
- 加密时，对于明文消息m（m < n），计算密文c = m^e mod n，解密时，计算明文m = c^d mod n，RSA的安全性依赖于大数分解的困难性，如果n能够被分解为p和q，那么私钥就可以被计算出来，但是随着质数p和q的增大，大数分解变得极其困难，从而保证了RSA算法的安全性，不过，RSA算法的计算复杂度相对较高，加密和解密速度比对称加密算法慢。
图片来源于网络，如有侵权联系删除
三、哈希加密技术
1、原理
- 哈希加密是一种单向加密算法，它将任意长度的输入数据（消息）转换为固定长度的哈希值（也称为消息摘要），哈希函数具有以下特性：相同的输入总是产生相同的哈希值；不同的输入几乎不可能产生相同的哈希值（抗碰撞性）；从哈希值无法推导出原始输入数据（单向性）。
2、算法 - SHA - 256（Secure Hash Algorithm 256 - bit）
- SHA - 256是SHA - 2系列哈希算法中的一种，它将输入数据按照512位的块进行处理（如果最后一块不足512位，则进行填充）。
- 算法通过一系列复杂的逻辑运算，包括初始值设定、消息扩展、压缩函数等操作，最终生成256位的哈希值，SHA - 256广泛应用于数字签名、数据完整性验证等场景，在文件下载过程中，可以通过计算文件的SHA - 256哈希值并与官方提供的哈希值进行对比，来验证文件是否被篡改。
这些加密技术在保障信息安全方面都起着至关重要的作用，根据不同的应用场景和安全需求，它们可以单独使用或者组合使用。
评论列表