数据加密与解密技术

1.简述对称加密与不对称加密的特点及其原理

对称加密：

（1）加密和解密使用同一个密钥。

（2）私钥算法以块为单位加密数据，一次加密一个数据块，因此支持数据流。

对称加密的优点：保密强度高，加、解密速度快，适合加密大量数据。

对称加密的缺点：通信双方使用相同的密钥和iv加密，发送方需要先将密钥和iv传送给接收方。如果攻击者拦截了密钥和iv，也就等于知道了如何解密数据。

 

不对称加密：

（1）使用一个需要保密的私钥和一个可以对任何人公开的公钥。用公钥加密的数据只能用私钥解密，反之用私钥加密的数据只能用公钥解密。

（2）私钥加密算法使用长度可变的缓冲区，因此无法使用流。

不对称加密的优点：更不容易被攻击

缺点：由于无法使用流，因此不适合加密大量数据。

 

 

 

2．如果有两个内容相同的原始数据块，使用.NET提供的对称加密类得到的加密后的两个数据块内容相同吗？为什么？

【解答】

不相同。

原因：.NET类库中提供的块密码类使用密码块链（CBC，Cipher Block Chaining）的默认链模式。该模式下，通过使用一个密钥Key和一个初始化向量（IV，Initialization Vector）对数据执行加密转换。加密时先使用初始化向量IV加密第一个纯文本块，然后每个后续纯文本块都会在加密前与前一个密码文本块进行按位“异或”（XOR)运算。因此，每个密码文本块都依赖于它前面的块。这样一来，两个相同的明文块的输出就会不同，从而使数据的安全系数大大提高。

3．简述网络应用开发中的加密与解密的一般实现方案。

【解答】

一般实现方案为：

（1）传输双方均各自生成一个公钥/私钥对。

（2）通过TCP交换公钥。

（3）双方各自生成一个对称加密用的密钥，并使用对方的公钥加密新创建的密钥。

（4）双方将加密后的对称加密用的密钥发送给对方，以便对方利用此密钥解密。

（5）双方使用对称加密进行会话。

4．简述Hash算法的概念及其特点。

【解答】

Hash算法也叫散列算法，其功能是把任意长度的二进制值映射为较小的固定长度的二进制值，实现原理就是提供一种数据内容和数据存放地址之间的映射关系。利用Hash算法得到的这个固定长度的较小的二进制值叫Hash值。

Hash算法具有如下特点。

（1）散列效果好。即使原始数据只发生一个小小的改动，数据的散列也会发生非常大的变化。

（2）散列函数不可逆。即不可能从散列结果推导出原始数据。

（3）对不同的数据进行Hash运算不可能生成相同的Hash值。

（4）Hash算法的用途主要有两大类：一类是将Hash值作为消息身份验证代码（MAC，Message Authentication Code），用于和数字签名一起实现对消息数据进行身份验证；另一类是将Hash值作为消息检测代码（MDC，Message Detection Code），用于检测数据完整性。

（5）在应用程序中，可以利用数字签名实现数据身份验证和数据完整性验证。数据身份验证是为了验证数据是不是持有私钥的人发送的；数据完整性验证则用于验证数据在传输过程中是否被修改过。

5．数字签名有什么意义？简要回答如何实现数字签名。

【解答】

意义：为了验证接收者接收的文件是否和原始文件完全相同。

如何实现：数字签名是利用私钥加密必须用公钥解密这个原理来实现的。实现思路是，发送方先将发送的消息使用哈希函数创建消息摘要，然后用私钥对消息摘要进行加密，以创建发送方的个人签名。接收方收到消息和签名后，使用发送方的公钥解密该签名，以恢复消息摘要，并使用发送方所用的同一哈希算法对该消息进行哈希运算。如果接收方计算的消息摘要与收到的消息摘要完全匹配，则接收方可以确保消息在传输过程中没有修改。注意，因为公钥不是保密的，所以任何人都可以验证签名。