什么是密钥

一 点睛

在使用对称密码、公钥密码、消息认证码、数字签名等密码技术时,都需要一个称为密钥的巨大数字。然而,数字本身的大小并不重要,重要的是密钥空间的大小,也就是可能出现的密钥的总数量,因为密钥空间越大,进行暴力破解就越困难。密钥空间的大小是由密钥长度决定的。

二 DES的密钥

对称密码DES的密钥的实质长度时56比特(7个字节)

例如,一个DES的密钥用二机制可以表示为:

01011101 11100101 00101001 01011101 01101010 10001101 00111101

用十六进制表示一个密钥:

51 EC 4B 12 3D 42 03

而用十进制则可以表示为:

23059802826269955

三 三重DES的密钥

在对称密码三重DES中,包括使用两个DES密钥的DES-EDE2和使用三个DES密钥的DES-EDE3两种方式

DES-EDE2的密钥的实质长度为112比特(14字节),比如下面这个数字:

51 EC 4B 12 3D 42 03 30 04 D8 98 95 93 3F

DES-EDE3的密钥的实质长度为168比特(21字节),比如下面这个数字:

51 EC 4B 12 3D 42 03 30 04 D8 98 95 93 3F 24 34 65 34 32 12 65

四 AES的密钥

对称密码AES的密钥长度可以从128、192和256比特中进行选择,当密钥长度为256比特时,其长度如下面这个数字:

51 EC 4B 12 3D 42 03 30 04 D8 98 95 93 3F 24 34 65 34 32 12 65 12 34 56 34 89 34 78 45 90 34 78<

### 三级标题:密钥的定义及其在信息安全中的作用 密钥是用于控制加密和解密过程的核心数据,其本质是一组特定长度的数值或字符串。在对称加密中,相同的密钥用于加密和解密操作;而在非对称加密中,密钥分为公钥和私钥,分别用于加密与解密或签名与验证[^3]。 密钥的作用主要体现在以下个方面: - **实现信息机密性**:通过加密算法与密钥结合,将明文转换为密文,防止未经授权的第三方读取敏感数据。例如,在对称加密中使用共享密钥进行加解密,确保通信内容仅对拥有相同密钥的双方可见[^1]。 - **保障数据完整性**:利用密钥生成消息认证码(MAC)或数字签名,验证数据是否被篡改。例如,在安全启动过程中使用的BOOT_MAC_KEY用于计算并验证固件的完整性[^4]。 - **支持身份认证与不可否认性**:通过非对称密钥体系,用户可以使用私钥签署数据,其他方则用对应的公钥验证签名,从而确认发送者的身份,并防止发送者事后否认其行为。 不同类型的密钥具有不同的用途和管理方式。例如,在SHE(Secure Hardware Extension)模块中,SECRET_KEY用于密钥导入导出时的安全封装,MASTER_ECU_KEY用于更新其他用户密钥或重置系统权限,而PRNG_STATE和PRNG_KEY则用于内部随机数生成器以确保密钥生成的不可预测性[^4]。 ### 三级标题:密钥分类及其应用场景 根据使用方式和功能特性,密钥可分为以下类: - **对称密钥**:如AES密钥,用于对称加密场景,具备加解密速度快、适合大数据量处理的特点,常用于本地数据加密或通信通道保护。 - **非对称密钥**:如RSA密钥对,其中公钥可公开用于加密或验证签名,私钥需保密用于解密或签名。非对称密钥解决了密钥配送问题,广泛应用于身份认证、数字证书签发等场景。 - **会话密钥**:临时生成的对称密钥,用于一次通信会话,提升安全性并降低长期密钥泄露的风险。 - **主密钥与派生密钥**:主密钥通常用于派生其他密钥,如MASTER_ECU_KEY用于更新KEY1至KEY10等用户密钥,确保密钥生命周期可控[^4]。 在实际应用中,密钥管理策略至关重要,包括密钥生成、分发、存储、轮换和销毁等环节。良好的密钥管理体系能有效防止密钥泄露、滥用或失效,从而保障整个系统的安全性和合规性。 ```c // 示例:使用HMAC生成消息认证码 #include <openssl/hmac.h> #include <stdio.h> int main() { unsigned char data[] = "secure_data"; unsigned char key[] = "secret_key_123"; unsigned int len; unsigned char* hmac = HMAC(EVP_sha256(), key, strlen(key), data, strlen(data), NULL, &len); printf("HMAC: "); for(int i = 0; i < len; i++) printf("%02x", hmac[i]); printf("\n"); return 0; } ```
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