離位加密

A. 給word文檔加密常見的三種方法

幾乎在辦公時我們就會用到word文檔，作為我們平時用的最多的辦公軟體之一，很多時候word文檔都記載了我們很多重要的信息，公司機密、合同或者客戶信息等，正是因為有這些敏感性的問題存在，所以如何給word 文檔加密  也成了有些用戶的麻煩事。那麼有哪些方法能幫助我們解決這些問題呢？下面就來分享一下word文檔加密的幾種常見方法。

關於word文檔加密，有兩種自帶的加密方法，這里以Microsoft Office Word 2007 文檔為例做下簡單的操作說明。

第一：word文檔設置訪問許可權

可以直接設置訪問許可權，來達到跟加密一樣的效果。

1.打開要進行訪問許可權設置的word文檔，選擇菜單欄--審閱；

2.在打開的審閱菜單中，拉到最後，選擇"保護文檔"；

3.在下拉框中，選擇"限制訪問"，word會自動跳轉出一個界面；

4.在彈出來的窗口中，選擇"是，我希望注冊並且使用Microsoft的這一免費功能"，然後單擊下一步；5.Windows會自動彈出一個要求登錄賬戶的界面，有賬戶的可以直接登錄，沒有賬戶的注冊直接登錄即可；6.隨後登錄賬戶，設置訪問許可權即可。

第二：word文檔設置密碼加密

可以設置密碼來進行word文檔加密，想要打開文件，輸入相對應的密碼進行打開。

1.打開要進行訪問許可權設置的word文檔，選擇word左上角的office按鈕，選擇菜單欄-准備；

2.在打開的准備菜單中，選擇中間位置的"加密文檔"；

3.在彈出的窗口中輸入設置的密碼即可，兩次輸入記得相同。

4.做好上面操作後，記得把word文檔在保存一下就好了。

第三：使用文件加密軟體進行加密

信息時代 "隱私"、"安全"等詞語在我們的生活中逐漸占據了重要地位，隨著人們對信息安全問題的重視，帶動了安全技術飛速發展，很多廠家在數據安全市場競爭愈演愈烈，各種加密軟體應運而生，包括對企業和個人都應用十分廣泛的word文檔加密軟體。那麼word文檔加密軟體是怎麼加密怎麼保護文檔安全的呢？

以紅線隱私保護系統為例，此款加密軟體不僅能夠滿足對word文檔加密，還可以對PDF，Excel，PPT，AUTOCAD，PHOTOSHOP等多種文檔格式進行加密保護。加密後不影響文檔的正常編輯和保存，脫離核心文件保護工具環境後他人不能訪問加密文件；而且在任何計算機上，加密過的文檔始終有效；輕巧、簡約、用戶界面，增強用戶體驗。

用高於企業級透明加解密系統的安全性來保護普通用戶隱私資料的安全。所有受支持的應用程序，落地即被高強度加密處理。用戶在授權的計算機上經過登陸認證後，受信任的應用程序（如OFFICE、PHOTOSHOP、AUTOCAD等等）可透明打開被加密的文檔資料進行編輯修改操作。無需手動解密成明文才能對文檔進行操作，無需操作完成後重新對文檔進行加密保護等繁復的操作流程。

對用戶而言，紅線隱私保護系統自動後台透明運行，無需改變用戶使用習慣，保存或另存為時文檔即被高強度加密處理。有效防止用戶因遭受黑客攻擊、競爭對手惡意竊取、計算機丟失或流氓應用後台悄悄上傳用戶資料造成的隱私泄露及附帶的無法估量的經濟損失。

B. 003 國密演算法【技術】

國密演算法：國家密碼局認定的國產密碼演算法，即商用密碼。

非對稱密碼（公鑰演算法）：SM2，SM9

對稱密碼（分組密碼，序列密碼）：SM1，SM4，SM7，ZUC

雜湊演算法（散列，哈希演算法）：SM3

概述 ： 對稱加密演算法（分組密碼） ，分組長度128位，密鑰長度128位， 演算法不公開 ，通過加密晶元的介面進行調用。

場景 ：採用該演算法已經研製了系列晶元、智能IC卡、智能密碼鑰匙、加密卡、加密機等安全產品，廣泛應用於電子政務、電子商務及國民經濟的各個應用領域（包括國家政務通、警務通等重要領域）。

概述 ： 非對稱加密演算法（公鑰演算法） ，加密強度為256位，是一種橢圓曲線演算法。

公鑰密碼學與其他密碼學完全不同, 使用這種方法的加密系統，不僅公開加密演算法本身，也公開了加密用的密鑰。公鑰密碼系統與只使用一個密鑰的對稱傳統密碼不同，演算法是基於數學函數而不是基於替換和置換。公鑰密碼學是非對稱的，它使用兩個獨立的密鑰，即密鑰分為公鑰和私鑰，因此稱雙密鑰體制。雙鑰體制的公鑰可以公開，因此稱為公鑰演算法。

使用私鑰加密後的密文只能用對應公鑰進行解密，反之使用公鑰加密的密文也只能用對應的私鑰進行解密。通過對私鑰進行橢圓曲線運算可以生成公鑰，而由於橢圓曲線的特點，知道公鑰卻很難反推出私鑰，這就決定了SM2演算法的安全性。SM2演算法最常見的應用是進行身份認證，也就是我們熟知的數字簽名與驗簽，通過私鑰的私密性來實現身份的唯一性和合法性。

場景： 適用於商用應用中的 數字簽名和驗證 ，可滿足多種密碼應用中的 身份認證 和 數據完整性，真實性 的安全需求。

場景： 適用於商用密碼應用中的 密鑰交換 ，可滿足通信雙方經過兩次或可選三次信息傳遞過程，計算獲取一個由雙方共同決定的共享秘密密鑰（會話密鑰）。

場景： 適用於國家商用密碼應用中的 消息加解密 ，消息發送者可以利用接收者的公鑰對消息進行加密，接收者用對應的私鑰進行解，獲取消息。

涉及國密標准： GB/T 32918.1-2016、GB/T 32918.2-2016、GB/T 32918.3-2016、GB/T 32918.4-2016、GB/T 32918.5-2017、GB/T 35275-2017、GB/T 35276-2017。

概述：哈希演算法（散列演算法，雜湊演算法） ，任意長度的數據經過SM3演算法後會生成長度固定為256bit的摘要。SM3演算法的逆運算在數學上是不可實現的，即通過256bit的摘要無法反推出原數據的內容，因此在信息安全領域內常用SM3演算法對信息的完整性進行度量。

場景： 適用於商用密碼應用中的 數字簽名和驗證 ， 消息認證碼的生成與驗證 以及 隨機數的生成 ，可滿足多種密碼應用的安全需求。

涉及國密標准： GB/T 32905-2016

概述：對稱加密演算法（分組密碼） ，分組長度128位，密鑰長度128位，使用某一密鑰加密後的密文只能用該密鑰解密出明文，故而稱為對稱加密。SM4演算法採用32輪非線性迭代實現，加解密速度較快，常應用於大量數據的加密，保存在存儲介質上的用戶數據往往就使用SM4演算法進行加密保護。

場景：大量數據的加密，解密，MAC的計算 。

分組密碼就是將明文數據按固定長度進行分組，然後在同一密鑰控制下逐組進行加密，從而將各個明文分組變換成一個等長的密文分組的密碼。其中二進制明文分組的長度稱為該分組密碼的分組規模。

分組密碼的實現原則如下：必須實現起來比較簡單，知道密鑰時加密和脫密都十分容易，適合硬體和(或)軟體實現。加脫密速度和所消耗的資源和成本較低,能滿足具體應用范圍的需要。

分組密碼的設計基本遵循混淆原則和擴散原則

①混淆原則就是將密文、明文、密鑰三者之間的統計關系和代數關系變得盡可能復雜，使得敵手即使獲得了密文和明文，也無法求出密鑰的任何信息;即使獲得了密文和明文的統計規律，也無法求出明文的任何信息。

②擴散原則就是應將明文的統計規律和結構規律散射到相當長的一段統計中去。也就是說讓明文中的每一位影響密文中的盡可能多的位，或者說讓密文中的每一位都受到明文中的盡可能多位的影響。

涉及國密標准： GB/T 32907-2016

概述 ： 對稱加密演算法（分組密碼） ，分組長度128位，密鑰長度128位， 演算法不公開 ，通過加密晶元的介面進行調用。

場景 ：適用於非接觸式IC卡，應用包括身份識別類應用(門禁卡、工作證、參賽證)，票務類應用(大型賽事門票、展會門票)，支付與通卡類應用（積分消費卡、校園一卡通、企業一卡通等）。

概述：非對稱加密演算法（標識密碼） ，標識密碼將用戶的標識（如郵件地址、手機號碼、QQ號碼等）作為公鑰，省略了交換數字證書和公鑰過程，使得安全系統變得易於部署和管理，非常適合端對端離線安全通訊、雲端數據加密、基於屬性加密、基於策略加密的各種場合。

SM9演算法不需要申請數字證書，適用於互聯網應用的各種新興應用的安全保障。如基於雲技術的密碼服務、電子郵件安全、智能終端保護、物聯網安全、雲存儲安全等等。這些安全應用可採用手機號碼或郵件地址作為公鑰，實現數據加密、身份認證、通話加密、通道加密等安全應用，並具有使用方便，易於部署的特點，從而開啟了普及密碼演算法的大門。

概述 ： 對稱加密演算法（序列密碼） ，是中國自主研究的流密碼演算法,是運用於移動通信4G網路中的國際標准密碼演算法，該演算法包括祖沖之演算法(ZUC)、加密演算法(128-EEA3)和完整性演算法(128-EIA3)三個部分。目前已有對ZUC演算法的優化實現，有專門針對128-EEA3和128-EIA3的硬體實現與優化。

C. ssl協議支持哪幾個加密演算法

客戶端和伺服器確實不支持一般ssl協議或加密套件。

HTTPS作為站點安全的最佳實踐之一，已經得到了最廣泛的支持。然而在實際生產過程中，由TLS/SSL握手失敗引起的連接異常問題依然十分常見。

ssl協議支持哪幾個加密演算法：

1、RSA

RSA作為一種國際通用演算法，是建立在大整數因子分解的假設基礎上的。假定沒有整數分解的有效演算法，則認為RSA密文的完全解密是不可行的。用戶創建並發布RSA的兩個大質數的乘積和作為其公鑰的次要值。關鍵要素必須保密。每個人都可以使用公鑰加密信息，但是只有理解關鍵要素的人才能對信息進行解碼。現在基本每款SSL證書都支持RSA演算法。

2、ECC

ECC演算法於2004年投入使用，ECC演算法是在有限域上，橢圓曲線密碼學依賴於橢圓曲線的代數結構。假定發現隨機橢圓曲線元素與公知基點有關的離散對數是不現實的。與RSA演算法相比，ECC演算法的優勢在於密鑰較小，提高了速度和安全性。不利之處是，並非所有服務和應用程序都能與基於ECC的轎絕SSL證書進行互操作。

ECC演算法成為了新一代演算法趨勢主流，加密速度更快，效率更高，更安全，抗攻擊性更強，但在兼容性上不及RSA廣泛。

D. 加密技術

對稱加密就是指，加密和解密使用同一個密鑰的加密方式。需要用到的有加密演算法和加密秘鑰。例如加密演算法可以類似這樣的加密規則(a ->b，b->w，c->a)

發送方使用密鑰將明文數據加密成密文，然後發送出去，接收方收到密文後，使用同一個密鑰將密文解密成明文讀取。

優點：加密計算量小、速度快，效率高，適合對大量數據進行加密的場景。
缺點：（1）密鑰不適合在網上傳輸（容易被截取），（2）密鑰維護麻煩

DES 、3DES、Blowfish、IDEA、RC4、RC5、RC6和AES。

數據加密標准DES屬於常規密鑰密碼體制，是一種分組密碼。加密前，先對整個明文進行分組，每一組長為64位，然後對每一個64位二進制數據進行加密處理，產生一組64位密文數據。最後將各組密文串接起來，即得出整個的密文。使用的密鑰為64位（實際密鑰長度為56位，有8位用於奇偶檢驗）

DES的保密性取決於密鑰的保密，而演算法是公開的。盡管人們在破譯DES方面取得了許多進展，但至今仍未能找到比窮舉搜索密鑰更有效的方法。DES是世界上第一個公認的實用密碼演算法標准，它曾對密碼學的發展做出了重大貢獻。目前較為嚴重的問題是DES的密鑰長度，現在已經設計出搜索DES密鑰的專用晶元。

DES演算法安全性取決於密鑰長度，56位密鑰破解需要3.5到21分鍾，128位密鑰破解需要5.4 * 10^18次方年

注意的是：這里是沒有密鑰的情況下，直接窮舉密鑰嘗試破解。如果密鑰在傳送過程中被人截取了，就相當於直接知道加密規則了，根本不需要破解，因此密鑰在網路中傳送還是不安全。

與對稱加密演算法不同，非對稱加密演算法需要密鑰對，即兩個密鑰：公開密鑰（公鑰）和私有密鑰（私鑰）。

公開密鑰與私有密鑰是一對，如果用公開密鑰對數據進行加密，只有用對應的私有密鑰才能解密；如果用私有密鑰對數據進行加密，那麼只有用對應的公開密鑰才能解密。因為加密和解密使用的是兩個不同的密鑰，所以這種演算法叫作非對稱加密演算法。

公鑰和私鑰是怎麼來的？
操作系統隨機生成一個隨機數，將這個隨機數通過某個函數進行運算，分成兩部分，公鑰和私鑰

優點：安全性高
缺點：加密與解密速度慢。

RSA、ECC（移動設備用）、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA（數字簽名用）。

答案是不能
鑒於非對稱加密的機制，我們可能會有這種思路：伺服器先把公鑰直接明文傳輸給瀏覽器，之後瀏覽器向服務祥衫器傳數據前都先用這個公鑰加密好再傳，這條數據的安全似乎可以保障了！ 因為只有伺服器有相應的私鑰能解開這條數據 。
然而 由伺服器到瀏覽器的這條路怎麼保障安全？ 如果伺服器用它的的私鑰加密數據傳給瀏覽器，那麼瀏覽器用公鑰可以解密它，而這個公鑰是一開始通過明文傳輸給瀏覽器的，這個公鑰被誰劫持到的話，他也能用該公鑰解密伺服器傳來的信息了。所以 目前似乎只能保證由瀏覽器向伺服器傳輸數據時的安全性 （其實謹型腔仍有漏洞，下文會說）。

1、先通過非對稱加密技術，把對稱加密的密鑰X傳給對方，使得這個對稱加密的密鑰X是安全的
2、後面再通過對稱加密技術進行數據傳輸

詳細流程
（1）伺服器端擁有用於非對稱加密的 公鑰A 、 私鑰A』 。
（2）客戶端向網站伺服器請求，伺服器先把 公鑰A 明文給傳輸瀏客戶端
（3）客戶端隨機生成一個用於對稱加密的 密鑰X ，用 公鑰A 加密後傳給伺服器端。
（4）伺服器端拿到後用 私鑰A』 解密得到 密鑰X 。
（5）這樣雙方就都擁有 密鑰X 了，且別人無法知道它。之後雙方所有數據都用 密鑰X 加密解密。

數字簽名是基於公鑰密碼體制（非對稱密鑰密碼體制）的。

數字簽名必須保證以下三點：

上圖位用戶A使用數字簽名向用戶租攔B傳輸一份文件的過程：

什麼時候使用這種不對文件加密，而對文件的摘要加密（對文件進行簽名）的技術呢？

注意： 這里強調的是只有「A公鑰」 上有認證機構CA的數字簽名，意思是CA用它的私鑰對「A公鑰」的內容進行單向散列函數得到的 加密摘要（數字簽名） ，該簽名放在「A公鑰」中（左上角那個），對於B用戶來說，它從可靠的路徑拿到CA的公鑰，使用CA的公鑰解密「A公鑰」的內容得到的128位的摘要 和 「A公鑰」的內容通過單向散列函數計算出來的是否一致，如果是表示認可這個「A公鑰」

當用戶A遺失或泄露了CA頒發的證書後，為了避免他人使用該證書冒充用戶A，用戶A向認證機構CA "掛失" 該證書。於是認證機構CA把該證書放入該認證機構的證書吊銷列表（CRL）中，並在網上公示。

用戶B在收到用戶A的公鑰時，除了要驗證該公鑰是否位認證機構頒發的，還要登錄認證機構的網站查看該公鑰是否已被認證機構吊銷變為無效證書。

認證機構CA的作用：

1、http連接很簡單，是無狀態的，明文傳輸。https協議 = http協議 + SSL，可以進行加密傳輸，身份認證
2、http連接的是80埠，https連接的是443埠
3、https協議需要伺服器端到CA申請SSL證書，即客戶端請求的時候，伺服器端發送SSL證書給客戶端，SSL證書內容包括公鑰、CA機構的數字簽名。驗證了伺服器端的身份以及公鑰的可靠性。 （注意：混合加密那裡「將公鑰A給客戶端」，嚴格的來說是把SSL證書給客戶端）

SSL提供以下三個功能
1、 SSL伺服器鑒別。允許用戶證實伺服器的身份。 具有SSL功能的瀏覽器維持一個表，上面有一些可信賴的認證中心CA和它們的公鑰
2、 SSL客戶鑒別。允許伺服器證實客戶的身份。
3、 加密的SSL會話，通過混合加密實現的 。客戶和伺服器交互的所有數據都是發送方加密，接受方解密

SSL的位置

（1）方法：get，post，head，put，delete，option，trace，connect
（2）URL欄位
（3）HTTP協議版本

User-Agent：產生請求的瀏覽器類型
Aceept：客戶端可識別的內容類型列表
Host：主機地址

200：請求被成功處理
301：永久性重定向
302：臨時性重定向
403：沒有訪問許可權
404：沒有對應資源
500：伺服器錯誤
503：伺服器停機

HTTP協議的底層使用TCP協議，所以HTTP協議的長連接和短連接在本質上是TCP層的長連接和短連接。由於TCP建立連接、維護連接、釋放連接都是要消耗一定的資源，浪費一定的時間。所對於伺服器來說，頻繁的請求釋放連接會浪費大量的時間，長時間維護太多的連接的話又需要消耗資源。所以長連接和短連接並不存在優劣之分，只是適用的場合不同而已。長連接和短連接分別有如下優點和缺點：

注意： 從HTTP/1.1版本起，默認使用長連接用以保持連接特性。 使用長連接的HTTP協議，會在響應消息報文段加入: Connection: keep-alive。TCP中也有keep alive，但是TCP中的keep alive只是探測TCP連接是否活著，而HTTP中的keep-alive是讓一個TCP連接獲得更久一點。

E. 區塊鏈的加密技術

數字加密技能是區塊鏈技能使用和開展的關鍵。一旦加密辦法被破解，區塊鏈的數據安全性將受到挑戰，區塊鏈的可篡改性將不復存在。加密演算法分為對稱加密演算法和非對稱加密演算法。區塊鏈首要使用非對稱加密演算法。非對稱加密演算法中的公鑰暗碼體制依據其所依據的問題一般分為三類:大整數分化問題、離散對數問題和橢圓曲線問題。第一，引進區塊鏈加密技能加密演算法一般分為對稱加密和非對稱加密。非對稱加密是指集成到區塊鏈中以滿意安全要求和所有權驗證要求的加密技能。非對稱加密通常在加密和解密進程中使用兩個非對稱暗碼，稱為公鑰和私鑰。非對稱密鑰對有兩個特點:一是其間一個密鑰(公鑰或私鑰)加密信息後，只能解密另一個對應的密鑰。第二，公鑰可以向別人揭露，而私鑰是保密的，別人無法通過公鑰計算出相應的私鑰。非對稱加密一般分為三種首要類型:大整數分化問題、離散對數問題和橢圓曲線問題。大整數分化的問題類是指用兩個大素數的乘積作為加密數。由於素數的出現是沒有規律的，所以只能通過不斷的試算來尋找解決辦法。離散對數問題類是指基於離散對數的困難性和強單向哈希函數的一種非對稱分布式加密演算法。橢圓曲線是指使脊者如用平面橢圓曲線來計算一組非對稱的特殊值，比特幣就採用了這種加密演算法嫌禪。非對稱加密技能在區塊鏈的使用場景首要包含信息加密、數字簽名和登錄認證。(1)在信息加密場景中，發送方(記為A)用接收方(記為B)的公鑰對信息進行加密後發送給

B，B用自己的私鑰對信息進行解密。比特幣交易的加密就屬於這種場景。(2)在數字簽名場景中，發送方A用自己的私鑰對信息進行加密並發送給B，B用A的櫻啟公鑰對信息進行解密，然後確保信息是由A發送的。(3)登錄認證場景下，客戶端用私鑰加密登錄信息並發送給伺服器，伺服器再用客戶端的公鑰解密認證登錄信息。請注意上述三種加密計劃之間的差異:信息加密是公鑰加密和私鑰解密，確保信息的安全性；數字簽名是私鑰加密，公鑰解密，確保了數字簽名的歸屬。認證私鑰加密，公鑰解密。以比特幣體系為例，其非對稱加密機制如圖1所示:比特幣體系一般通過調用操作體系底層的隨機數生成器生成一個256位的隨機數作為私鑰。比特幣的私鑰總量大，遍歷所有私鑰空間獲取比特幣的私鑰極其困難，所以暗碼學是安全的。為便於辨認，256位二進制比特幣私鑰將通過SHA256哈希演算法和Base58進行轉化，構成50個字元長的私鑰，便於用戶辨認和書寫。比特幣的公鑰是私鑰通過Secp256k1橢圓曲線演算法生成的65位元組隨機數。公鑰可用於生成比特幣交易中使用的地址。生成進程是公鑰先通過SHA256和RIPEMD160哈希處理，生成20位元組的摘要成果(即Hash160的成果)，再通過SHA256哈希演算法和Base58轉化，構成33個字元的比特幣地址。公鑰生成進程是不可逆的，即私鑰不能從公鑰推導出來。比特幣的公鑰和私鑰通常存儲在比特幣錢包文件中，其間私鑰最為重要。丟掉私鑰意味著丟掉相應地址的所有比特幣財物。在現有的比特幣和區塊鏈體系中，現已依據實踐使用需求衍生出多私鑰加密技能，以滿意多重簽名等愈加靈敏雜亂的場景。

F. 加密技術06-加密總結

對稱密碼是一種用相同的密鑰進行加密和解密的技術，用於確保消息的機密性。在對稱密碼的演算法方面，目前主要使用的是 AES。盡管對稱密碼能夠確保消息的機密性，但需要解決將解密密鑰配送給接受者的密鑰配送問題。

主要演算法

DES

數據加密標准（英語：Data Encryption Standard，縮寫為 DES）是一種對稱密鑰加密塊密碼演算法，1976年被美國聯邦政府的國家標准局確定為聯邦資料處理標准（FIPS），隨後在國際上廣泛流傳開來。它基於使用56位密鑰的對稱演算法。

DES現在已經不是一種安全的加密方法，主要因為它使用的56位密鑰過短。

原理請參考： 加密技術01-對稱加密-DES原理

3DES

三重數據加密演算法（英語：Triple Data Encryption Algorithm，縮寫為TDEA，Triple DEA），或稱3DES（Triple DES），是一種對稱密鑰加密塊密碼，相當於是對每個數據塊應用三次DES演算法。由於計算機運算能力的增強，原版DES由於密鑰長度過低容易被暴力破解；3DES即是設計用來提供一種相對簡單的方法，即通過增加DES的密鑰長度來避免類似的攻擊，而不是設計一種全新的塊密碼演算法。

注意：有3個獨立密鑰的3DES的密鑰安全性為168位，但由於中途相遇攻擊（知道明文和密文），它的有效安全性僅為112位。

3DES使用「密鑰包」，其包含3個DES密鑰，K1，K2和K3，均為56位（除去奇偶校驗位）。

密文 = E k3 (D k2 (E k1 (明文)))

而解密則為其反過程：

明文 = D k3 (E k2 (D k1 (密文)))

AES

AES 全稱 Advanced Encryption Standard（高級加密標准）。它的出現主要是為了取代 DES 加密演算法的，因為 DES 演算法的密鑰長度是 56 位，因此演算法的理論安全強度是 56 位。於是 1997 年 1 月 2 號，美國國家標准技術研究所宣布希望徵集高級加密標准，用以取代 DES。AES 也得到了全世界很多密碼工作者的響應，先後有很多人提交了自己設計的演算法。最終有5個候選演算法進入最後一輪：Rijndael，Serpent，Twofish，RC6 和 MARS。最終經過安全性分析、軟硬體性能評估等嚴格的步驟，Rijndael 演算法獲勝。

AES 密碼與分組密碼 Rijndael 基本上完全一致，Rijndael 分組大小和密鑰大小都可以為 128 位、192 位和 256 位。然而 AES 只要求分組大小為 128 位，因此只有分組長度為 128 位的 Rijndael 才稱為 AES 演算法。

本文 AES 默認是分組長度為 128 位的 Rijndael 演算法

原理請參考： 加密技術02-對稱加密-AES原理

演算法對比

公鑰密碼是一種用不同的密鑰進行加密和解密的技術，和對稱密碼一樣用於確保消息的機密性。使用最廣泛的一種公鑰密碼演算法是 RAS。和對稱密碼相比，公鑰密碼的速度非常慢，因此一般都會和對稱密碼一起組成混合密碼系統來使用。公鑰密碼能夠解決對稱密碼中的密鑰交換問題，但存在通過中間人攻擊被偽裝的風險，因此需要對帶有數字簽名的公鑰進行認證。

公鑰密碼學的概念是為了解決對稱密碼學中最困難的兩個問題而提出

應用場景

幾個誤解

主要演算法

Diffie–Hellman 密鑰交換

迪菲-赫爾曼密鑰交換（英語：Diffie–Hellman key exchange，縮寫為D-H） 是一種安全協議。它可以讓雙方在完全沒有對方任何預先信息的條件下通過不安全信道創建起一個密鑰。這個密鑰可以在後續的通訊中作為對稱密鑰來加密通訊內容。公鑰交換的概念最早由瑞夫·墨克（Ralph C. Merkle）提出，而這個密鑰交換方法，由惠特菲爾德·迪菲（Bailey Whitfield Diffie）和馬丁·赫爾曼（Martin Edward Hellman）在1976年發表，也是在公開文獻中發布的第一個非對稱方案。

Diffie–Hellman 演算法的有效性是建立在計算離散對數很困難的基礎上。簡單地說，我們可如下定義離散對數。首先定義素數 p 的本原跟。素數 p 的本原根是一個整數，且其冪可以產生 1 到 p-1 之間所有整數，也就是說若 a 是素數 p 的本原根，則

a mod p, a 2 mod p,..., a p-1 mod p 各不相同，它是整數 1 到 p-1 的一個置換。

對任意整數 b 和素數 p 的本原跟 a，我們可以找到唯一的指數 i 使得

b ≡ a i (mod p) 其中 0 <= i <= p-1

其中 a, b, p 這些是公開的，i 是私有的，破解難度就是計算 i 的難度。

Elgamal

1985年，T.Elgamal 提出了一種基於離散對數的公開密鑰體制，一種與 Diffie-Hellman 密鑰分配體制密切相關。Elgamal 密碼體系應用於一些技術標准中，如數字簽名標准(DSS) 和 S/MIME 電子郵件標准。

基本原理就是利用 Diffie–Hellman 進行密鑰交換，假設交換的密鑰為 K，然後用 K 對要發送的消息 M，進行加密處理。

所以 Elgamal 的安全系數取決於 Diffie–Hellman 密鑰交換。

另外 Elgamal 加密後消息發送的長度會增加一倍。

RSA

MIT 的羅納德·李維斯特（Ron Rivest）、阿迪·薩莫爾（Adi Shamir）和倫納德·阿德曼（Leonard Adleman）在 1977 年提出並於 1978 年首次發表的演算法。RSA 是最早滿足要求的公鑰演算法之一，自誕生日起就成為被廣泛接受且被實現的通用的公鑰加密方法。

RSA 演算法的有效性主要依據是大數因式分解是很困難的。

原理請參考： 加密技術03-非對稱加密-RSA原理

ECC

大多數使用公鑰密碼學進行加密和數字簽名的產品和標准都使用 RSA 演算法。我們知道，為了保證 RSA 使用的安全性，最近這些年來密鑰的位數一直在增加，這對使用 RSA 的應用是很重的負擔，對進行大量安全交易的電子商務更是如此。近來，出現的一種具有強大競爭力的橢圓曲線密碼學（ECC）對 RSA 提出了挑戰。在標准化過程中，如關於公鑰密碼學的 IEEE P1363 標准中，人們也已考慮了 ECC。

與 RSA 相比，ECC 的主要誘人之處在於，它可以使用比 RSA 短得多的密鑰得到相同安全性，因此可以減少處理負荷。

ECC 比 RSA 或 Diffie-Hellman 原理復雜很多，本文就不多闡述了。

演算法對比

公鑰密碼體制的應用

密碼分析所需計算量（ NIST SP-800-57 ）

註：L=公鑰的大小，N=私鑰的大小

散列函數是一種將長消息轉換為短散列值的技術，用於確保消息的完整性。在散列演算法方面，SHA-1 曾被廣泛使用，但由於人們已經發現了一些針對該演算法理論上可行的攻擊方式，因此該演算法不應再被用於新的用途。今後我們應該主要使用的演算法包括目前已經在廣泛使用的 SHA-2，以及具有全新結構的 SHA-3 演算法。散列函數可以單獨使用，也可以作為消息認證、數字簽名以及偽隨機數生成器等技術的組成元素來使用。

主要應用

主要演算法

MD5

MD5消息摘要演算法（英語：MD5 Message-Digest Algorithm），一種被廣泛使用的密碼散列函數，可以產生出一個 128 位（ 16 位元組，被表示為 32 位十六進制數字）的散列值（hash value），用於確保信息傳輸完整一致。MD5 由美國密碼學家羅納德·李維斯特（Ronald Linn Rivest）設計，於 1992 年公開，用以取代 MD4 演算法。這套演算法的程序在 RFC 1321 中被加以規范。

2009年，中國科學院的謝濤和馮登國僅用了 2 20.96 的碰撞演算法復雜度，破解了MD5的碰撞抵抗，該攻擊在普通計算機上運行只需要數秒鍾。2011年，RFC 6151 禁止MD5用作密鑰散列消息認證碼。

原理請參考： 加密技術04-哈希演算法-MD5原理

SHA-1

SHA-1（英語：Secure Hash Algorithm 1，中文名：安全散列演算法1）是一種密碼散列函數，美國國家安全局設計，並由美國國家標准技術研究所（NIST）發布為聯邦資料處理標准（FIPS）。SHA-1可以生成一個被稱為消息摘要的160位（20位元組）散列值，散列值通常的呈現形式為40個十六進制數。

2005年，密碼分析人員發現了對SHA-1的有效攻擊方法，這表明該演算法可能不夠安全，不能繼續使用，自2010年以來，許多組織建議用SHA-2或SHA-3來替換SHA-1。Microsoft、Google以及Mozilla都宣布，它們旗下的瀏覽器將在2017年停止接受使用SHA-1演算法簽名的SSL證書。

2017年2月23日，CWI Amsterdam與Google宣布了一個成功的SHA-1碰撞攻擊，發布了兩份內容不同但SHA-1散列值相同的PDF文件作為概念證明。

2020年，針對SHA-1的選擇前綴沖突攻擊已經實際可行。建議盡可能用SHA-2或SHA-3取代SHA-1。

原理請參考： 加密技術05-哈希演算法-SHA系列原理

SHA-2

SHA-2，名稱來自於安全散列演算法2（英語：Secure Hash Algorithm 2）的縮寫，一種密碼散列函數演算法標准，由美國國家安全局研發，由美國國家標准與技術研究院（NIST）在2001年發布。屬於SHA演算法之一，是SHA-1的後繼者。其下又可再分為六個不同的演算法標准，包括了：SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512、SHA-512/224、SHA-512/256。

SHA-2 系列的演算法主要思路和 SHA-1 基本一致

原理請參考： 加密技術05-哈希演算法-SHA系列原理

SHA-3

SHA-3 第三代安全散列演算法(Secure Hash Algorithm 3)，之前名為 Keccak 演算法。

Keccak 是一個加密散列演算法，由 Guido Bertoni，Joan Daemen，Michaël Peeters，以及 Gilles Van Assche 在 RadioGatún 上設計。

2012年10月2日，Keccak 被選為 NIST 散列函數競賽的勝利者。SHA-2 目前沒有出現明顯的弱點。由於對 MD5、SHA-0 和 SHA-1 出現成功的破解，NIST 感覺需要一個與之前演算法不同的，可替換的加密散列演算法，也就是現在的 SHA-3。

SHA-3 在2015年8月5日由 NIST 通過 FIPS 202 正式發表。

原理請參考： 加密技術05-哈希演算法-SHA系列原理

演算法對比

G. 什麼是迄今唯一被證明絕對安全的通信加密方式

神奇的量子通信。
時至今日，究竟有沒有一種絕對不可破譯的保密方式，能讓傳送的信息絕對安全可靠？量子通信，就是迄今為止唯一被嚴格證明是無條件安全的通信方式。量子通信是利用量子力學基本原理進行信息棗老傳遞的一種新型通信方式。理論上，量子通信可實現無條件安全的鏈路數據傳輸，被認為是保障未來通信安全最重要的技術手段。
量子是微觀物理世界中的基本單位，一個最最小的單元。量子理論主要包括量子測不準原理和量子糾纏。早在1927年，德國科學家海森堡就提出了量子測不準原理。在現代科學認知中物岩腔，幾乎任何已知事物都是可測的，但量子是個例外。以製造硬幣為例，製造硬幣的基本前提是測定模板、再行復制。但在量子世界，這枚「硬幣」是不確定的，量子一旦被測量，還來不及被復制，它就不是原來那個量子了。如果將這一原理應用在通信技術上，就是天然的保密通信手段。
在通信中，對方的話通過座機、手機等有線、無線終端，遠距離傳送到你的耳朵里。如果他人要竊聽你們的對話，必須完成這個對話的復制過程。如果這段通話被加密，那麼必須先復制到密碼，再解密為正常通話。可以說，一旦通信中的信息和密碼用量子來承載，就是不可復制的。我們把想要保密傳輸的信息載入到一個個不可能被准確觀測和復制的量子上，如果有人打算在途中竊聽信息，一「碰」，它的狀態就改變了，竊聽者拿到的只會是一堆毫無用處的信息。量子通信的另一個核心內容是隱形傳輸，是利用光子等基本粒子的量子糾纏原理來實現保密通信的。在量子力學里，兩個粒子在罩衫經過短暫時間的彼此耦合之後，單獨攪擾其中任意一個粒子，會不可避免地影響到另外一個粒子的性質，盡管兩個粒子之間可能相隔很長一段距離。這種關聯現象被稱為量子糾纏。在量子通信系統中，信息的發送方和接收方共享兩個存在糾纏關聯的光子。當發送方將信息賦予一個光子時，接收方的糾纏光子就會幾乎同時發生一致的變化，瞬間完成信息的傳輸，從根本上杜絕了被竊聽、被截獲的可能。

H. 目前具體的數據加密實現方法有哪兩種

對稱/非對稱密鑰加密演算法

數據加密技術 所謂數據加密（Data Encryption）技術是指將一個信息（或稱明文，plain text）經過加密鑰匙（Encryption key）及加密函數轉換，變成無意義的密文（cipher text），而接收方則將此密文經過解密函數、解密鑰匙（Decryption key）還原成明文。加密技術是網路安全技術的基石。
數據加密技術要求只有在指定的用戶或網路下，才能解除密碼而獲得原來的數據，這就需要給數據發送方和接受方以一些特殊的信息用於加解密，這就是所謂的密鑰。其密鑰的值是從大量的隨機數中選取的。按加密演算法分為專用密鑰和公開密鑰兩種。
專用密鑰，又稱為對稱密鑰或單密鑰，加密和解密時使用同一個密鑰，即同一個演算法。如DES和MIT的Kerberos演算法。單密鑰是最簡單方式，通信雙方必須交換彼此密鑰，當需給對方發信息時，用自己的加密密鑰進行加密，而在接收方收到數據後，用對方所給的密鑰進行解密。當一個文本要加密傳送時，該文本用密鑰加密構成密文，密文在信道上傳送，收到密文後用同一個密鑰將密文解出來，形成普通文體供閱讀。在對稱密鑰中，密鑰的管理極為重要，一旦密鑰丟失，密文將無密可保。這種方式在與多方通信時因為需要保存很多密鑰而變得很復雜，而且密鑰本身的安全就是一個問題。
對稱密鑰是最古老的，一般說「密電碼」採用的就是對稱密鑰。由於對稱密鑰運算量小、速度快、安全強度高，因而目前仍廣泛被採用。
DES是一種數據分組的加密演算法，它將數據分成長度為64位的數據塊，其中8位用作奇偶校驗，剩餘的56位作為密碼的長度。第一步將原文進行置換，得到64位的雜亂無章的數據組；第二步將其分成均等兩段；第三步用加密函數進行變換，並在給定的密鑰參數條件下，進行多次迭代而得到加密密文。
公開密鑰，又稱非對稱密鑰，加密和解密時使用不同的密鑰，即不同的演算法，雖然兩者之間存在一定的關系，但不可能輕易地從一個推導出另一個。有一把公用的加密密鑰，有多把解密密鑰，如RSA演算法。
非對稱密鑰由於兩個密鑰（加密密鑰和解密密鑰）各不相同，因而可以將一個密鑰公開，而將另一個密鑰保密，同樣可以起到加密的作用。
在這種編碼過程中，一個密碼用來加密消息，而另一個密碼用來解密消息。在兩個密鑰中有一種關系，通常是數學關系。公鑰和私鑰都是一組十分長的、數字上相關的素數（是另一個大數字的因數）。有一個密鑰不足以翻譯出消息，因為用一個密鑰加密的消息只能用另一個密鑰才能解密。每個用戶可以得到唯一的一對密鑰，一個是公開的，另一個是保密的。公共密鑰保存在公共區域，可在用戶中傳遞，甚至可印在報紙上面。而私鑰必須存放在安全保密的地方。任何人都可以有你的公鑰，但是只有你一個人能有你的私鑰。它的工作過程是：「你要我聽你的嗎？除非你用我的公鑰加密該消息，我就可以聽你的，因為我知道沒有別人在偷聽。只有我的私鑰（其他人沒有）才能解密該消息，所以我知道沒有人能讀到這個消息。我不必擔心大家都有我的公鑰，因為它不能用來解密該消息。」
公開密鑰的加密機制雖提供了良好的保密性，但難以鑒別發送者，即任何得到公開密鑰的人都可以生成和發送報文。數字簽名機制提供了一種鑒別方法，以解決偽造、抵賴、冒充和篡改等問題。
數字簽名一般採用非對稱加密技術（如RSA），通過對整個明文進行某種變換，得到一個值，作為核實簽名。接收者使用發送者的公開密鑰對簽名進行解密運算，如其結果為明文，則簽名有效，證明對方的身份是真實的。當然，簽名也可以採用多種方式，例如，將簽名附在明文之後。數字簽名普遍用於銀行、電子貿易等。
數字簽名不同於手寫簽字：數字簽名隨文本的變化而變化，手寫簽字反映某個人個性特徵，是不變的；數字簽名與文本信息是不可分割的，而手寫簽字是附加在文本之後的，與文本信息是分離的。
值得注意的是，能否切實有效地發揮加密機制的作用，關鍵的問題在於密鑰的管理，包括密鑰的生存、分發、安裝、保管、使用以及作廢全過程。

I. 換位密碼的加密方法

加密換位密碼通過密鑰只需要對明文進行加密，並且重新排列裡面的字母位置即可。具體方法如下

1、基於二維數組移位的加密演算法

給定一個二維數組的列數，即該二維數組每行可以保存的字元個數。再將明文字元串按行依次排列到該二維數組中。最後按列讀出該二維數組中的字元，這樣便可得到密文。

2、換位解密演算法（基於二維數組移位的解密演算法）

先給定一個二維數組的列數，即該二維數組每行可以保存的字元個數，並且這個數應該和加密演算法中的一致。接下來將密文字元串按列一次性排列到該二維數組中。最後按行讀出該二維數組中的字元即可。

3、換位加密演算法

首先按照密鑰排列順序：將想要加密的明文加密，然後列出表格，找出對應的字母，就是密鑰。然後對他們進行換位加密，就是將表格的第二行依據密鑰排列順序進行排序以便得到加密後的密文。

(9)離位加密擴展閱讀

數據加密技術的分類

1、專用密鑰

又稱為對稱密鑰或單密鑰，加密和解密時使用同一個密鑰，即同一個演算法。單密鑰是最簡單方式，通信雙方必須交換彼此密鑰，當需給對方發信息時，用自己的加密密鑰進行加密，而在接收方收到數據後，用對方所給的密鑰進行解密。當一個文本要加密傳送時，該文本用密鑰加密構成密文，密文在信道上傳送，收到密文後用同一個密鑰將密文解出來，形成普通文體供閱讀。

2、對稱密鑰

對稱密鑰是最古老的，一般說「密電碼」採用的就是對稱密鑰。由於對稱密鑰運算量小、速度快、安全強度高，因而如今仍廣泛被採用。它將數據分成長度為64位的數據塊，其中8位用作奇偶校驗，剩餘的56位作為密碼的長度。首先將原文進行置換，得到64位的雜亂無章的數據組，然後將其分成均等兩段；第三步用加密函數進行變換，並在給定的密鑰參數條件下，進行多次迭代而得到加密密文。

3、公開密鑰

又稱非對稱密鑰，加密和解密時使用不同的密鑰，即不同的演算法，雖然兩者之間存在一定的關系，但不可能輕易地從一個推導出另一個。非對稱密鑰由於兩個密鑰（加密密鑰和解密密鑰）各不相同，因而可以將一個密鑰公開，而將另一個密鑰保密，同樣可以起到加密的作用。公開密鑰的加密機制雖提供了良好的保密性，但難以鑒別發送者，即任何得到公開密鑰的人都可以生成和發送報文。

4、非對稱加密技術

數字簽名一般採用非對稱加密技術（如RSA），通過對整個明文進行某種變換，得到一個值，作為核實簽名。接收者使用發送者的公開密鑰對簽名進行解密運算，如其結果為明文，則簽名有效，證明對方的身份是真實的。數字簽名不同於手寫簽字，數字簽名隨文本的變化而變化，手寫簽字反映某個人個性特徵，是不變的；數字簽名與文本信息是不可分割的，而手寫簽字是附加在文本之後的，與文本信息是分離的。

J. 十大常見密碼加密方式

一、密鑰散列

採用MD5或者SHA1等散列演算法，對明文進行加密。嚴格來說，MD5不算一種加密演算法，而是一種摘要演算法。無論多長的輸入，MD5都會輸出一個128位（16位元組）的散列值。而SHA1也是流行的消息摘要演算法，它可以生成一個被稱為消息摘要的160位（20位元組）散列值。MD5相對SHA1來說，安全性較低，但是速度快；SHA1和MD5相比安全性高，但是速度慢。

二、對稱加密

採用單鑰密碼系統的加密方法，同一個密鑰可以同時用作信息的加密和解密，這種加密方法稱為對稱加密。對稱加密演算法中常用的演算法有：DES、3DES、TDEA、Blowfish、RC2、RC4、RC5、IDEA、SKIPJACK等。

三、非對稱加密

非對稱加密演算法是一種密鑰的保密方法，它需要兩個密鑰來進行加密和解密，這兩個密鑰是公開密鑰和私有密鑰。公鑰與私鑰是一對，如果用公鑰對數據進行加密，只有用對應的私鑰才能解密。非對稱加密演算法有：RSA、Elgamal、背包演算法、Rabin、D-H、ECC（橢圓曲線加密演算法）。

四、數字簽名

數字簽名（又稱公鑰數字簽名）是只有信息的發送者才能產生的別人無法偽造的一段數字串，這段數字串同時也是對信息的發送者發送信息真實性的一個有效證明。它是一種類似寫在紙上的普通的物理簽名，但是在使用了公鑰加密領域的技術來實現的，用於鑒別數字信息的方法。

五、直接明文保存

早期很多這樣的做法，比如用戶設置的密碼是「123」，直接就將「123」保存到資料庫中，這種是最簡單的保存方式，也是最不安全的方式。但實際上不少互聯網公司，都可能採取的是這種方式。

六、使用MD5、SHA1等單向HASH演算法保護密碼

使用這些演算法後，無法通過計算還原出原始密碼，而且實現比較簡單，因此很多互聯網公司都採用這種方式保存用戶密碼，曾經這種方式也是比較安全的方式，但隨著彩虹表技術的興起，可以建立彩虹表進行查表破解，目前這種方式已經很不安全了。

七、特殊的單向HASH演算法

由於單向HASH演算法在保護密碼方面不再安全，於是有些公司在單向HASH演算法基礎上進行了加鹽、多次HASH等擴展，這些方式可以在一定程度上增加破解難度，對於加了「固定鹽」的HASH演算法，需要保護「鹽」不能泄露，這就會遇到「保護對稱密鑰」一樣的問題，一旦「鹽」泄露，根據「鹽」重新建立彩虹表可以進行破解，對於多次HASH，也只是增加了破解的時間，並沒有本質上的提升。

八、PBKDF2

該演算法原理大致相當於在HASH演算法基礎上增加隨機鹽，並進行多次HASH運算，隨機鹽使得彩虹表的建表難度大幅增加，而多次HASH也使得建表和破解的難度都大幅增加。

九、BCrypt

BCrypt 在1999年就產生了，並且在對抗 GPU/ASIC 方面要優於 PBKDF2，但是我還是不建議你在新系統中使用它，因為它在離線破解的威脅模型分析中表現並不突出。

十、SCrypt

SCrypt 在如今是一個更好的選擇：比 BCrypt設計得更好（尤其是關於內存方面）並且已經在該領域工作了 10 年。另一方面，它也被用於許多加密貨幣，並且我們有一些硬體（包括 FPGA 和 ASIC）能實現它。 盡管它們專門用於采礦，也可以將其重新用於破解。