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    加密与数字签名

    一、加密   数据加密技术从技术上的实现分为在软件和硬件两方面。按作用不同,数据加密技术主要分为数据传输、数据存储、数据完整性的鉴别以及密钥管理技术这四种。   在网络应用中一般采取两种加密形式:对称密钥和公开密钥,采用何种加密算法则要结合具体应用环境和系统,而不能简单地根据其加密强度来作出判断。因为除了加密算法本身之外,密钥合理分配、加密效率与现有系统的结合性,以及投入产出分析都应在实际环境中具体考虑。    对于对称密钥加密。其常见加密标准为DES等,当使用DES时,用户和接受方采用64位密钥对报文加密和解密,当对安全性有特殊要求时,则要采取 IDEA和三重DES等。作为传统企业网络广泛应用的加密技术,秘密密钥效率高,它采用KDC来集中管理和分发密钥并以此为基础验证身份,但是并不适合 Internet环境。   在Internet中使用更多的是公钥系统。即公开密钥加密,它的加密密钥和解密密钥是不同的。一般对于每 个用户生成一对密钥后,将其中一个作为公钥公开,另外一个则作为私钥由属主保存。常用的公钥加密算法是RSA算法,加密强度很高。具体作法是将数字签名和 数据加密结合起来。发送方在发送数据时必须加上数据签名,做法是用自己的私钥加密一段与发送数据相关的数据作为数字签名,然后与发送数据一起用接收方密钥 加密。当这些密文被接收方收到后,接收方用自己的私钥将密文解密得到发送的数据和发送方的数字签名,然后,用发布方公布的公钥对数字签名进行解密,如果成 功,则确定是由发送方发出的。数字签名每次还与被传送的数据和时间等因素有关。由于加密强度高,而且并不要求通信双方事先要建立某种信任关系或共享某种秘 密,因此十分适合Internet网上使用。   下面介绍几种最常见的加密体制的技术实现:   1.常规密钥密码体制   所谓常规密钥密码体制,即加密密钥与解密密钥是相同的。   在早期的常规密钥密码体制中,典型的有代替密码,其原理可以用一个例子来说明:   将字母a,b,c,d,…,w,x,y,z的自然顺序保持不变,但使之与D,E,F,G,…,Z,A,B,C分别对应(即相差3个字符)。若明文为student则对应的密文为VWXGHQW(此时密钥为3)。   由于英文字母中各字母出现的频度早已有人进行过统计,所以根据字母频度表可以很容易对这种代替密码进行破译。   2.数据加密标准DES   DES算法原是IBM公司为保护产品的机密于1971年至1972年研制成功的,后被美国国家标准局和国家安全局选为数据加密标准,并于1977年颁布使用。ISO也已将DES作为数据加密标准。   DES对64位二进制数据加密,产生64位密文数据。使用的密钥为64位,实际密钥长度为56位(有8位用于奇偶校验)。解密时的过程和加密时相似,但密钥的顺序正好相反。   DES的保密性仅取决于对密钥的保密,而算法是公开的。DES内部的复杂结构是至今没有找到捷径破译方法的根本原因。现在DES可由软件和硬件实现。美国AT&T首先用LSI芯片实现了DES的全部工作模式,该产品称为数据加密处理机DEP。   3.公开密钥密码体制   公开密钥(public key)密码体制出现于1976年。它最主要的特点就是加密和解密使用不同的密钥,每个用户保存着一对密钥 ? 公开密钥PK和秘密密钥SK,因此,这种体制又称为双钥或非对称密钥密码体制。   在这种体制中,PK是公开信息,用作加密密钥,而SK需要由用户自己保密,用作解密密钥。加密算法E和解密算法D也都是公开的。虽然SK与PK是成对出现,但却不能根据PK计算出SK。公开密钥算法的特点如下:   1、用加密密钥PK对明文X加密后,再用解密密钥SK解密,即可恢复出明文,或写为:DSK(EPK(X))=X     2、加密密钥不能用来解密,即DPK(EPK(X))≠X    3、在计算机上可以容易地产生成对的PK和SK。    4、从已知的PK实际上不可能推导出SK。    5、加密和解密的运算可以对调,即:EPK(DSK(X))=X    在公开密钥密码体制中,最有名的一种是RSA体制。它已被ISO/TC97的数据加密技术分委员会SC20推荐为公开密钥数据加密标准。 二、数字签名   数字签名技术是实现交易安全的核心技术之一,它的实现基础就是加密技术。在这里,我们介绍数字签名的基本原理。   以往的书信或文件是根据亲笔签名或印章来证明其真实性的。但在计算机网络中传送的报文又如何盖章呢?这就是数字签名所要解决的问题。数字签名必须保证以下几点:   接收者能够核实发送者对报文的签名;发送者事后不能抵赖对报文的签名;接收者不能伪造对报文的签名。   现在已有多种实现各种数字签名的方法,但采用公开密钥算法要比常规算法更容易实现。下面就

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    集中式云数据加密服务填补安全漏洞

    大多数云服务提供商提供数据加密服务,但是对一些用户来说,这种服务还不足以全面保护云端的企业数据。 针对静态数据和传输中数据采取的数据加密应该是云计算界的一种标准做法。但是尽管加密技术在企业内部和云服务提供商当中几乎司空见惯,但是常见的加密技术对一些企业组织来说并非总是足够安全。 比如说,一些公司受制于严格的监管法规,比如《健康保险可携性及责任性法案》,这些法规要求医疗机构与合作伙伴(包括云服务提供商)签订正式的协议。虽然云服务提供商可能满足企业组织的一些加密要求,但是许多企业求助于云安全提供商,以帮助填

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    最强 AWS 的十条军规,首席技术官总结过去十年的经验

    AWS(Amazon Web Service) 开始于 2006 年 3 月 14 日 Amazon S3 的发布,距今已有十年时间。回首过去十年,我们在构建和运营 AWS 云计算服务中积累了大量的经验教训——这些服务不仅需要确保安全性、可用性和可扩展性,同时还要以尽可能低廉的成本提供可预测的性能。考虑到 AWS 是世界范围内构建和运营此类服务的开拓者,这些经验教训对我们的业务来说至关重要。正如我们多次重申的,“经验不存在压缩算法”。考虑到 AWS拥有每月超过一百万的活跃用户,而这些用户也许会为数以亿计的自家客户提供服务。因此,积累上述经验教训的机会在 AWS 比比皆是, 在这些经验教训中,我挑选了一些分享给大家,希望对各位也能有所帮助。

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    AWS CTO对过去十年的经验总结 – 十条军规

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    探秘加密算法

    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。

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    腾讯安全姬生利:《数据安全法》下,云上数据安全最佳实践

    2021年6月17日至18日,第三届亚洲网络安全国际创新峰会在中国上海成功举办,80余家国内外网络安全行业顶尖企业,约120位企业高管与业内专家汇聚一堂,共同就企业在实践中遇到的网络安全法规难题、数据隐私安全的法规分析与技术讨论、云计算安全、隐私计算等话题展开探讨。 腾讯云鼎实验室数据安全总监姬生利在峰会上发表题为《腾讯云数据安全与隐私保护》的演讲,分享了当下云端数据安全威胁形势与解决这一问题的新思路和新方法。 随着数字化、物联网、人工智能等新兴科技的兴起与不断发展,数据作为新的生产要素正在成为驱动

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    领券