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加密演算法思路

發布時間: 2023-06-14 15:52:25

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

② 用c語言設計一個簡單地加密算,解密演算法,並說明其中的原理

恰巧這兩天剛看的一種思路,很簡單的加密解密演算法,我說一下吧。
演算法原理很簡單,假設你的原密碼是A,用A與數B按位異或後得到C,C就是加密後的密碼,用C再與數B按位異或後能得回A。即(A異或B)異或B=A。用C實現很簡單的。
這就相當於,你用原密碼A和特定數字B產生加密密碼C,別人拿到這個加密的密碼C,如果不知道特定的數字B,他是無法解密得到原密碼A的。
對於密碼是數字的情況可以用下面的代碼:
#include <stdio.h>
#define BIRTHDAY 19880314
int main()
{
long a, b;

scanf("%ld", &a);
printf("原密碼:%ld\n", a);
b = BIRTHDAY;
a ^= b;
printf("加密密碼:%ld\n", a);

a ^= b; printf("解密密碼:%ld\n", a);
return 0;
}
如果密碼是字元串的話,最簡單的加密演算法就是對每個字元重新映射,只要加密解密雙方共同遵守同一個映射規則就行啦。

③ 簡述DES演算法與RAS演算法加密與解密的思想

DES是一種單一密鑰加解密演算法.通信主體只有一個密鑰,該密鑰部隊第三方公開.RSA則是公鑰/私鑰系統.該系統比DES系統更原子化,具有普遍應用意義. nDES演算法利用一個56+8奇偶校驗位(第8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64位)=64位的密鑰對以64位為單位的塊數據進行加解密. 第一步:生成16個子鑰(48位)第二步:用子鑰對64位數據加密RSA具體演算法如下:隨機選定兩個大素數p, q.

④ 易語言自己寫加密演算法,給點思路

我以前寫的那個演算法 360公司都破解不了 源碼已經失效了。給你思路自己寫吧
破解技術反破解技術1反破解技術2反破解技術3防改文件
文件名驗證
LOGO圖片驗證窗口標題驗證防改文件大小暴破加殼後數據簽名驗證加殼後CRC驗證文件大小驗證防調試
花指令
反調試模塊反調試支持庫內存注冊機不進行判斷,用循環代替字元串打亂器及時清內存演算法注冊機RSA演算法數值計算支持庫其他
多處驗證點
隨機驗證
命名刻意隱蔽

更多演算法請追問20分

⑤ 總結一下PHP中有哪些加密演算法技術

1、最普遍用的,md5.
2、其他的如base64等,但這個不嚴格是加密演算法,應該是一種轉字元演算法,因為可以轉回來,而md5是轉不回來的。
3、自己編一個,簡單思路如下,把待加密的內容,附加各種信息,再用位移等,再用編碼轉換等做一遍,然後丟棄一部分。這樣的話,因為有丟棄,所以無法轉回來,就達到加密了。

⑥ 請哪位大神告知下磁碟加密的技術原理如何實現的呢

我們以AES加密舉例

AES簡介

高級加密標准(AES,Advanced Encryption Standard)為最常見的對稱加密演算法(微信小程序加密傳輸就是用這個加密演算法的)。對稱加密演算法也就是加密和解密用相同的密鑰,具體的加密流程如下圖:

⑦ 如何利用異或運算進行簡單加密解密

利用「^」異或運算對字元串進行加密
思路:1.先創建字元串輸入的Scanner;
2.通過char[] array = password.toCharArray();// 獲取字元數組;
3.遍歷字元數組,按目前理解要用到遍歷:數組所有元素進行訪問,比如你要輸出數組里所有的信息時,就要用到
4.進行異或運算
按位做「異或」運算是:位值相同得1,不同得0
例如:
< 加密過程:>
原解釋的二進制為 1 1 0 0 ----原文
設定的key的二進制為 0 1 1 0 ----密匙
兩者做「異或」結果為 0 1 0 1 ----密文
< 解密過程:>
0 1 0 1----密文
0 1 1 0----密匙
兩者「異或」就得到了原文 1 1 0 0 ----原文
詳細代碼:
package com.lixiyu;
import java.util.Scanner;
public class Example {
public static void main(String[] args){
Scanner sca=new Scanner(System.in);
System.out.println("請輸入一個英文字元串或解密字元串");
String line=sca.nextLine();//獲取用戶輸入信息
char[] array=line.toCharArray();//獲取字元數組
for (int i=0;i<array.length;i++){//歷遍字元數組
array[i]=(char) (array[i]^20000);//對數組每個元素進行異或運算
}
System.out.println("加密解密結果如下:");
System.out.println(new String(array));//輸出密鑰
}
}
異或運算:
1 ^ 1 = 0
1 ^ 0 = 1
0 ^ 1 = 1
0 ^ 0 = 0
字元'A' 的ASCII編碼為65 : 00000000 01000001
取整數7 : 00000000 00000000 00000000 00000111
XOR運算後 : 00000000 00000000 00000000 01000110
簡單加密演算法代碼如下 :
public class Test {
public static final int KEY = 7;
public static void main(String[] args) {
String str = "Hello World!";
StringBuffer str2 = new StringBuffer(); //存儲加密後的字元串
StringBuffer str3 = new StringBuffer(); //存儲解密後的字元串
//加密過程
for(int i=0;i<str.length();i++)
{
char c = (char)(str.charAt(i) ^ KEY);
str2.append(c);
}
//解密過程
for(int i=0;i<str2.length();i++)
{
char c = (char)(str2.charAt(i) ^ KEY);
str3.append(c);
}
System.out.println("原始 的字元串為:" + str);
System.out.println("加密後 的字元串為:" + str2);
System.out.println("解密後 的字元串為:" + str3);
}
}
輸出:
原始 的字元串為:Hello World!
加密後 的字元串為:Obkkh'Phukc&
解密後 的字元串為:Hello World!

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