16、云计算中的信息安全：加密、挑战与场景分析

云计算中的信息安全：加密、挑战与场景分析

1. 加密密钥的安全运用

互联网安全的三个关键要素为公共密钥加密、私有密钥加密和安全哈希。以下是对这些要素的详细介绍：
- 对称加密 ：每对通信者都需要一个唯一的密钥。这会增加一个人在与众多不同人通信时需维护的密钥数量。对于大量人员之间的通信，这种方法缺乏可扩展性，密钥管理也成为问题。例如，AES 是对称加密的一个例子，广泛应用于云计算和互联网中。AES 加密通过一系列轮次实现，轮次数量取决于密钥大小。每一轮包括字节替换、行移位、列混合和密钥加法步骤。解密时，轮次顺序与加密相反。
- 非对称加密 ：加密和解密使用不同的密钥。公钥是公开的加密密钥。RSA 算法是非对称加密方案的一个示例。假设 Alice 想给 Bob 发送一条秘密消息，Bob 生成密钥并公布其加密密钥，Alice 使用该公钥加密消息并通过开放通道发送给 Bob，Bob 则使用其私钥解密消息。Bob 通过找到两个大的不同随机素数 p 和 q，相乘得到一个非常大的整数 n = p * q，然后根据这些大素数创建“欧拉函数”来生成加密和解密密钥。加密和解密密钥分别由 (e, n) 和 (d, n) 组成。明文消息 m 加密为密文 c 的公式为：$c = m^e \mod n$；Bob 解密时使用公式：$m = c^d \mod n$。非对称加密过程复杂且速度慢，但能减少密钥管理问题，常用于交换对称加密所需的私钥。
- 哈希 ：是一种防止消息被篡改的信息安全技术。待哈希的信息被分成指定大小的块，组合生成一个比输入小得多的摘要数字。接收方可以重新哈希接收到的数据，计算新的摘要并与传