信息安全－加解密

概念描述

对称加密

• 对称加密算法在加密和解密时使用相同的密钥，或是使用两个可以简单地相互推算的密钥。
• 常见算法:DES、3DES、AES、Blowfish、IDEA、RC5、RC6。
• 优点:加密解密的速度比较快(比非对称快)。
• 缺点:密钥单一，一旦泄漏就不安全。

非对称加密

• 这种密码学方法中，需要一对密钥，一个是私人密钥，另一个则是公开密钥。这两个密钥是数学相关。私钥加密的数据公钥才能解开，公钥加密的需要私钥解密。
• 常见算法: RSA、ElGamal、背包算法、Rabin（RSA的特例）。
• 优点:更加安全一些，毕竟私钥只有自己才知道，只要是不泄露就是安全的。
• 缺点:加解密速递慢，系统的开销更大。

消息摘要

• 它是一个唯一对应一个消息或文本的固定长度的值，它由一个单向Hash加密函数对消息进行作用而产生。
• 作用: 接收者通过对收到消息的新产生的摘要与原摘要比较，就可知道消息是否被改变了。因此消息摘要保证了消息的完整性。

数字签名

• 一种类似写在纸上的普通的物理签名，但是使用了公钥加密领域的技术实现，用于鉴别数字信息的方法。
• 作用: 接收方能够通过签名确认发送发的身份，发送发也无法否认（私钥不泄漏的情况下）。

数字证书

• 一种用于电脑的身份识别机制。数字证书不是数字身份证，而是身份认证机构盖在数字身份证上的一个章或印（或者说加在数字身份证上的一个签名），这一行为表示身份认证机构已认定这个持证人。
• 颁发: 一般由数字证书认证机构（Certificate Authority）制作颁发，根据各种不同情况，可能是CA给用户颁发的，或者用户主动申请的。
• 客户端通过CA的公钥解密出来消息发送者公钥，解决客户端公钥可能被代理者替换问题。

加密算法

电子邮件传输算法

Base64

• 解决早期电子邮件中非ASCII码传输问题。
• Base64 基于64个字符编码的算法，文字经过加密可以生成密文（bGtqc2Rsa2Zqcw==）,解密可以得到原始数据。
• Base64 可以充当加密解密的工作，它的算法公开，有一张映射表充当密钥，但是不是加密算法，原因是他的密钥也是公开的。
• 通过Base64编码,原来的3个字节编码后将成为4个字节,即字节增加了33.3%。也就是说增加了1/3的长度。

对称加密

DES

• 数据加密标准（Data Encryption Standard，缩写为DES）。
• 对称加密技术(只有一把密钥)。
• 现在已经不是一种安全的加密方法，主要因为它使用的56位密钥过短。
• DES算法主要采用替换和移位的方式进行加密，它用56位（64位密钥只有56位有效）对64位二进制数据块进行加密，每次加密对64位的输入数据进行16轮编码，经过一系列替换和移位后，输入的64位原数据转换成完全不同的64位输出数据。

AES

• 高级加密标准（Advanced Encryption Standard，缩写：AES）。
• 对称加密技术(只有一把密钥)。
• AES是一个分组密码,加密过程涉及4种操作：字节替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）。
• 替代DES，128位及以上AES还没有出现过破解,安全程度高。

非对成加密

RSA

• 非对称加密（公钥私钥）。
• 解决对成加密中密钥管理问题，对称加密中客户端和服务端使用同一份密钥，容易泄漏。
• 非对成加密私钥保留，公钥公开。只要保证私钥的安全性即可。
• RSA算法的可靠性基于极大整数做因数分解的难度。
• 世界上还没有任何可靠的攻击RSA算法的方式。只要其钥匙的长度足够长，用RSA加密的信息实际上是不能被解破的。

信息摘要

MD5

• MD5的全称是Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法）
• 单向不可逆
  -可以被加以破解，对于需要高度安全性的数据，一般建议改用其他算法，如SHA-1。2004年，证实MD5算法无法防止碰撞，因此无法适用于安全性认证。

SHA

• 安全散列算法（Secure Hash Algorithm）是一个密码散列函数家族，基于MD4算法演化，能计算出一个数字消息所对应到的，长度固定的字符串（又称消息摘要）的算法。
• 单向不可逆
• SHA-1于1995年发布，SHA-1在许多安全协议中广为使用，包括TLS和SSL、PGP、SSH、S/MIME和IPsec，曾被视为是MD5（更早之前被广为使用的散列函数）的后继者。2017年2月23日，CWI Amsterdam与Google宣布了一个成功的SHA-1碰撞攻击。

加盐

• 盐（Salt），在密码学中，是指通过在密码任意固定位置插入特定的字符串，让散列后的结果和使用原始密码的散列结果不相符，这种过程称之为“加盐”。
• 短密码的散列结果很容易被彩虹表破解，通过给密码加上特定字符串，散列之后的结果产生变化。
• 实际使用中密码可以通过（MD5 or sha)（密码 + 盐）存储。

备注

• java语言中常用加解密组件为Bouncy Castle和Commons Codec加密组件。
• 这篇文章深入浅出的解释了非对称加密，数字签名，证书.http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/08/what_is_a_digital_signature.html