探秘加密算法

用户5521279

发布于 2020-01-02 15:02:16

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前言

应工信部关于APP数据安全的要求，项目中涉及到用户个人隐私的信息如手机号码、验证码、用户userID等都在信息传输和本地存储时都需要进行加密处理。信息加密是前后端开发都经常需要使用到的技术，应用场景涉及用户登入、交易、信息通讯、oauth 等等，不同的应用场景也会需要使用到不同的加密算法。下面小编给大家分享一些常见的加密算法。

加密算法介绍

加密和解密 数据加密的基本过程，就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理，使其成为不可读的一段代码，通常称为“密文”。通过这样的途径，来达到保护数据不被非法人窃取、阅读的目的。加密的逆过程为解密，即将该编码信息转化为其原来数据的过程。 加密算法应用 在数据安全领域，利用加密算法来对通信的过程进行加密是一种常见的手段。利用该手段能够保障数据安全通信的三个目标： 1）数据的保密性，防止用户的数据被窃取或泄露； 2）保证数据的完整性，防止用户传输的数据被篡改； 3）通信双方的身份确认，确保数据来源与合法的用户；

常见加密算法

加密算法分类 根据加密结果是否可以被解密，算法可以分为可逆加密和不可逆加密（单向加密），从这个意义上来说，单向加密只能称之为加密算法而不是加解密算法。对于可逆加密，又可以根据密钥的的对称性分为对称加密和非对称加密。因此，常见的加密算法类型大体可以分为三类：对称加密、非对称加密、单向加密。其中对称加密算法的加密与解密密钥相同，非对称加密算法的加密密钥与解密密钥不同。下面对这三类加密算法分别进行介绍。 1. 对称加密 对称加密算法介绍 对称加密算法，又称为共享密钥加密算法。在对称加密算法中，使用的密钥只有一个，发送和接收双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密。这就要求加密和解密方事先都必须知道加密的密钥。

常见的对称加密算法 DES：分组式加密算法，以64位为分组对数据加密，加解密使用同一个算法。 3DES：三重数据加密算法，对每个数据块应用三次DES加密算法。 AES：高级加密标准算法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准，用于替代原先的DES，目前已被广泛应用。 1）AES/DES/3DES算法 AES、DES、3DES 都是对称的块加密算法，加解密的过程是可逆的。 DES加密算法是一种分组密码，以64位为分组对数据加密，它的密钥长度是56位，加密解密用同一算法。 DES加密算法是对密钥进行保密而公开算法（包括加密和解密算法）。这样，只有掌握了和发送方相同密钥的人才能解读由DES加密算法加密的密文数据。因此，破译DES加密算法实际上就是搜索密钥的编码。对于56位长度的密钥来说，如果用穷举法来进行搜索的话，其运算次数为2 ^ 56 次。 2）3DES算法 3DES算法是基于DES 的对称算法，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高。 3）AES算法 AES加密算法是密码学中的高级加密标准，该加密算法采用对称分组密码体制，密钥长度的最少支持为128 位、192 位、256 位，分组长度128 位，算法应易于各种硬件和软件实现。这种加密算法是美国联邦政府采用的区块加密标准。 AES 本身就是为了取代DES的，AES具有更好的安全性、效率和灵活性。 对称算法特点 密钥管理：比较难，不适合互联网，一般用于内部系统；安全性：中；加密速度：快好几个数量级 (软件加解密速度至少快 100 倍，每秒可以加解密数 M 比特数据)，适合大数据量的加解密处理 2. 非对称加密 非对称加密算法介绍 非对称加密算法，又称为公开密钥加密算法。它需要两个密钥，一个称为公开密钥 (public key)，即公钥，另一个称为私有密钥 (private key)，即私钥。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法称为非对称加密算法。

公钥和私钥是成对存在，如果使用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能进行解密。如果使用私钥对数据进行加密，只有用对应的公钥才能进行解密。举个例子，甲方生成一对密钥并将其中的一把作为公钥向其它人公开，得到该公钥的乙方使用该密钥对机密信息进行加密后再发送给甲方，甲方再使用自己保存的另一把专用密钥 (私钥)，对加密后的信息进行解密。 常见的非对称加密算法 常见的非对称加密算法有RSA、DSA、ECC 等。 1）RSA算法 RSA 加密算法是目前最有影响力的公钥加密算法，并且被普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA是第一个能同时用于加密和数字签名的算法，它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。 RSA加密算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。 2）ECC算法 ECC 也是一种非对称加密算法，主要优势是在某些情况下，它比其他的方法使用更小的密钥，比如RSA加密算法，提供相当的或更高等级的安全级别。不过一个缺点是加密和解密操作的实现比其他机制时间长 (相比 RSA算法，该算法对CPU消耗严重)。 非对称算法特点 密钥管理：密钥容易管理；安全性：高；加密速度：比较慢，适合小数据量加解密或数据签名； 3. 单向加密 单向加密算法介绍 单向加密的结果是不可以被解密的，因此，单向加密的主要用途并不是传统意义上的加解密工作，而是用于提取数据指纹，验证数据的完整性。发送者将要传输的数据通过单向加密算法进行一次单向加密，得到数据指纹。当接收方收到数据之后，使用相同的单向加密算法也进行一次单向加密，如果得到的数据指纹相同，则可以认为数据在传输过程中没有损坏。若不一致，说明传输过程中数据丢失了。单向加密算法只能用于对数据的加密，无法被解密，其特点为定长输出、雪崩效应。

常见的单向加密算法 常见的算法包括：MD5、SHA1、SHA224等。 1）MD5算法 MD5 用的是哈希函数，它的典型应用是对一段信息产生信息摘要，以防止被篡改。严格来说，MD5 不是一种加密算法而是摘要算法。无论是多长的输入，MD5 都会输出长度为 128bits 的一个串 (通常用 16 进制表示为 32 个字符)。 2）SHA1算法 SHA1 是和 MD5 一样流行的消息摘要算法，然而SHA1比MD5的安全性更强。对于长度小于2 ^ 64位的消息，SHA1会产生一个160 位的消息摘要。基于MD5、SHA1 的信息摘要特性以及不可逆 (一般而言)，可以被应用在检查文件完整性以及数字签名等场景。 MD5和SHA1的区别：MD5结果是128位摘要，SHa1是160位摘要。那么MD5的速度更快，而SHA1的强度更高。 单向加密算法应用 以MD5为例进行说明，主要用途有：验证消息完整性，安全访问认证，数据签名。消息完整性：由于每一份数据生成的MD5值不一样，因此发送数据时可以将数据和其MD5值一起发送，然后就可以用MD5验证数据是否丢失、修改。安全访问认证：这是使用了算法的不可逆性质，（就是无法从MD5值中恢复原数据）对账号登陆的密码进行MD5运算然后保存，这样可以保证除了用户之外，即使数据库管理人员都无法得知用户的密码。数字签名：这是结合非对称加密算法和CA证书的一种使用场景。一般破解方法：字典法，就是将常用密码生成MD5值字典，然后反向查找达到破解目的，因此建议使用强密码。