什麼是報文加密

1. 網路加密

信息安全包括 系統安全 和 數據安全 。
系統安全一般採用防火牆、病毒查殺等被動措施；數據安全主要採用現代密碼技術對數據進行主動保護，如數據保密、數據完整性、數據不可否認與抵賴、雙向身份認證等。
密碼技術是保證信息安全的核心技術。
名詞解釋
明文（plaintext）：未被加密的消息；
密文（ciphertext）：被加密的消息；
密碼演算法：也叫密碼（cipher），適用於加密和解密的數學函數。通常有兩個相關函數：一個用於加密，一個用於解密。
加密系統：由演算法以及所有可能的明文，密文和密鑰組成。
加密（encrypt）：通過密碼演算法對數據進行轉化，使之成為沒有正確密鑰的人都無法讀懂的報文。
解密（decrypt）：加密的相反過程。
密鑰（key）：參與加密與解密演算法的關鍵數據。

一個加密網路不但可以防止非授權用戶的搭線竊聽和入網，保護網內數據、文件、口令和控制信息，也是對付惡意軟體的有效方法之一。

鏈路加密保護網路節點之間的鏈路信息安全，節點加密對源節點到目的節點之間的傳輸鏈路提供加密保護，端點加密是對源端點到目的端點的數據提供加密保護。
鏈路加密 又稱為在線加密，在數據鏈路層對數據進行加密，用於信道或鏈路中可能被截獲的那一部分數據進行保護。鏈路加密把報文中每一比特都加密，還對路由信息、校驗和控制信息加密。所以報文傳輸到某節點時，必須先解密，然後再路徑選擇，差錯控制，最後再次加密，發送到下一節點。
鏈路加密的優點 ：實現簡單，在兩個節點線路上安裝一對密碼設備，安裝在數據機之間；用戶透明性。
鏈路加密的缺點 ：1.全部報文以明文形式通過各節點；2.每條鏈路都需要一對設備，成本高。
節點加密 除具有鏈路加密的優勢外，還不允許報文在節點內以明文存在，先把收到的報文進行解密，然後採用另一個密鑰進行加密，克服了節點處易受非法存取的缺點。
優點是比鏈路加密成本低，且更安全。缺點是節點加密要求報頭和路由信息以明文傳輸，以便中間節點能得到如何處理消息的信息，對防止攻擊者分析通信業務仍是脆弱的。
端對端加密 又稱脫線加密或包加密、面向協議加密運行數據從源點到終點的傳輸過程中始終以密文形式存在，報文在到達終點前不進行解密。
端對端加密在傳輸層或更高層中實現。若在傳輸層加密，則不必為每個用戶提供單獨的安全保護機制；若在應用層加密，則用戶可根據自己特定要求選用不同加密策略。鏈路是對整個鏈路通信採取加密，端對端則是對整個網路系統採取保護措施。
優點：成本低，可靠性高，易設計、易實現、易維護。

目前已公開發表的各種加密演算法有200多種。
根據對明文的加密方式不同進行分類，加密演算法分為分組加密演算法和序列加密演算法。
如果經過加密所得到的密文僅與給定的密碼演算法和密鑰有關，與被處理的明文數據段在整個明文中所處的位置無關，就稱為分組加密演算法。
如果密文不僅與最初給定的密碼演算法和密鑰有關，同時也是被處理的數據段在明文中所處的位置的函數，就成為序列加密演算法。
按照收發雙方的密鑰是否相同分為對稱加密演算法（私鑰加密演算法）和非對稱加密演算法（公鑰加密演算法）。

一個加密系統的加密和解密密鑰相同，或者雖不同，但是由其中一個可以容易的推導出另一個，則該系統採用的是對稱加密演算法。

1976年美國Diffe和Hallman提出非對稱加密演算法。
主要特點是對數據進行加密和解密時使用不同的密鑰。每個用戶都保存一對密鑰，每個人的公開密鑰都對外開放。加入某用戶與另一用戶通信，可用公開密鑰對數據進行加密，而收信者則用自己的私有密鑰進行解密，加密解密分別使用不同的密鑰實現，且不可能由加密密鑰推導出解密密鑰。
著名的非對稱加密演算法有RSA、背包密碼、McEliece密碼、Diffe-Hellman、Rabin、Ong-FiatShamir、零知識證明的演算法、橢圓曲線、EIGamal密碼演算法等。最有影響力的是RSA，能抵抗目前為止已知的所有密碼攻擊。

2. 信息加密技術的加密技術分析

加密就是通過密碼算術對數據進行轉化，使之成為沒有正確密鑰任何人都無法讀懂的報文。而這些以無法讀懂的形式出現的數據一般被稱為密文。為了讀懂報文，密文必須重新轉變為它的最初形式--明文。而含有用來以數學方式轉換報文的雙重密碼就是密鑰。在這種情況下即使一則信息被截獲並閱讀，這則信息也是毫無利用價值的。而實現這種轉化的演算法標准，據不完全統計，到現在為止已經有近200多種。在這里，主要介紹幾種重要的標准。按照國際上通行的慣例，將這近200種方法按照雙方收發的密鑰是否相同的標准劃分為兩大類：一種是常規演算法（也叫私鑰加密演算法或對稱加密演算法），其特徵是收信方和發信方使用相同的密鑰，即加密密鑰和解密密鑰是相同或等價的。比較著名的常規密碼演算法有：美國的DES及其各種變形，比如3DES、GDES、New DES和DES的前身Lucifer； 歐洲的IDEA；日本的FEAL N、LOKI?91、Skipjack、RC4、RC5以及以代換密碼和轉輪密碼為代表的古典密碼等。在眾多的常規密碼中影響最大的是DES密碼，而最近美國NIST（國家標准與技術研究所）推出的AES將有取代DES的趨勢，後文將作出詳細的分析。常規密碼的優點是有很強的保密強度，且經受住時間的檢驗和攻擊，但其密鑰必須通過安全的途徑傳送。因此，其密鑰管理成為系統安全的重要因素。另外一種是公鑰加密演算法（也叫非對稱加密演算法）。其特徵是收信方和發信方使用的密鑰互不相同，而且幾乎不可能從加密密鑰推導解密密鑰。比較著名的公鑰密碼演算法有：RSA、背包密碼、McEliece密碼、Diffe Hellman、Rabin、Ong Fiat Shamir、零知識證明的演算法、橢圓曲線、EIGamal演算法等等⑷。最有影響的公鑰密碼演算法是RSA，它能抵抗到目前為止已知的所有密碼攻擊，而最近勢頭正勁的ECC演算法正有取代RSA的趨勢。公鑰密碼的優點是可以適應網路的開放性要求，且密鑰管理問題也較為簡單，尤其可方便的實現數字簽名和驗證。但其演算法復雜，加密數據的速率較低。盡管如此，隨著現代電子技術和密碼技術的發展，公鑰密碼演算法將是一種很有前途的網路安全加密體制。這兩種演算法各有其短處和長處，在下面將作出詳細的分析。 在私鑰加密演算法中，信息的接受者和發送者都使用相同的密鑰，所以雙方的密鑰都處於保密的狀態，因為私鑰的保密性必須基於密鑰的保密性，而非演算法上。這在硬體上增加了私鑰加密演算法的安全性。但同時我們也看到這也增加了一個挑戰：收發雙方都必須為自己的密鑰負責，這種情況在兩者在地理上分離顯得尤為重要。私鑰演算法還面臨這一個更大的困難，那就是對私鑰的管理和分發十分的困難和復雜，而且所需的費用十分的龐大。比如說，一個n個用戶的網路就需要派發n(n-1)/2個私鑰，特別是對於一些大型的並且廣域的網路來說，其管理是一個十分困難的過程，正因為這些因素從而決定了私鑰演算法的使用范圍。而且，私鑰加密演算法不支持數字簽名，這對遠距離的傳輸來說也是一個障礙。另一個影響私鑰的保密性的因素是演算法的復雜性。現今為止，國際上比較通行的是DES、3DES以及最近推廣的AES。
數據加密標准（Data Encryption Standard）是IBM公司1977年為美國政府研製的一種演算法。DES是以56 位密鑰為基礎的密碼塊加密技術。它的加密過程一般如下：
① 一次性把64位明文塊打亂置換。
② 把64位明文塊拆成兩個32位塊；
③ 用機密DES密鑰把每個32位塊打亂位置16次；
④ 使用初始置換的逆置換。
但在實際應用中，DES的保密性受到了很大的挑戰，1999年1月，EFF和分散網路用不到一天的時間，破譯了56位的DES加密信息。DES的統治地位受到了嚴重的影響，為此，美國推出DES的改進版本-- 三重加密（triple Data Encryption Standard）即在使用過程中，收發雙方都用三把密鑰進行加解密，無疑這種3*56式的加密方法大大提升了密碼的安全性，按現在的計算機的運算速度，這種破解幾乎是不可能的。但是我們在為數據提供強有力的安全保護的同時，也要化更多的時間來對信息進行三次加密和對每個密層進行解密。同時在這種前提下，使用這種密鑰的雙發都必須擁有3個密鑰，如果丟失了其中任何一把，其餘兩把都成了無用的密鑰。這樣私鑰的數量一下又提升了3倍，這顯然不是我們想看到的。於是美國國家標准與技術研究所推出了一個新的保密措施來保護金融交易。高級加密標准（Advanced Encryption Standard）美國國家技術標准委員會(NIST)在2000年10月選定了比利時的研究成果Rijndael作為AES的基礎。Rijndael是經過三年漫長的過程，最終從進入候選的五種方案中挑選出來的。
AES內部有更簡潔精確的數學演算法,而加密數據只需一次通過。AES被設計成高速，堅固的安全性能，而且能夠支持各種小型設備。AES與3DES相比，不僅是安全性能有重大差別，使用性能和資源有效利用上也有很大差別。雖然到現在為止，我還不了解AES的具體演算法但是從下表可以看出其與3DES的巨大優越性。
還有一些其他的一些演算法，如美國國家安全局使用的飛魚（Skipjack）演算法，不過它的演算法細節始終都是保密的，所以外人都無從得知其細節類容；一些私人組織開發的取代DES的方案：RC2、RC4、RC5等。 面對在執行過程中如何使用和分享密鑰及保持其機密性等問題，1975年Whitefield Diffe和Marti Hellman提出了公開的密鑰密碼技術的概念，被稱為Diffie-Hellman技術。從此公鑰加密演算法便產生了。
由於採取了公共密鑰，密鑰的管理和分發就變得簡單多了，對於一個n個用戶的網路來說，只需要2n個密鑰便可達到密度。同時使得公鑰加密法的保密性全部集中在及其復雜的數學問題上，它的安全性因而也得到了保證。但是在實際運用中，公共密鑰加密演算法並沒有完全的取代私鑰加密演算法。其重要的原因是它的實現速度遠遠趕不上私鑰加密演算法。又因為它的安全性，所以常常用來加密一些重要的文件。自公鑰加密問世以來，學者們提出了許多種公鑰加密方法，它們的安全性都是基於復雜的數學難題。根據所基於的數學難題來分類，有以下三類系統目前被認為是安全和有效的：大整數因子分解系統(代表性的有RSA)、橢圓曲線離散對數系統(ECC)和離散對數系統 (代表性的有DSA)，下面就作出較為詳細的敘述。
RSA演算法是由羅納多·瑞維斯特（Rivet）、艾迪·夏彌爾（Shamir）和里奧納多·艾德拉曼（Adelman）聯合推出的，RAS演算法由此而得名。它的安全性是基於大整數素因子分解的困難性，而大整數因子分解問題是數學上的著名難題，至今沒有有效的方法予以解決，因此可以確保RSA演算法的安全性。RSA系統是公鑰系統的最具有典型意義的方法，大多數使用公鑰密碼進行加密和數字簽名的產品和標准使用的都是RSA演算法。它得具體演算法如下：
① 找兩個非常大的質數，越大越安全。把這兩個質數叫做P和Q。
② 找一個能滿足下列條件得數字E：
A． 是一個奇數。
B． 小於P×Q。
C． 與（P－1）×（Q－1）互質，只是指E和該方程的計算結果沒有相同的質數因子。
③ 計算出數值D，滿足下面性質：（（D×E）－1）能被（P－1）×（Q－1）整除。
公開密鑰對是（P×Q，E）。
私人密鑰是D。
公開密鑰是E。
解密函數是：
假設T是明文，C是密文。
加密函數用公開密鑰E和模P×Q；
加密信息=（TE）模P×Q。
解密函數用私人密鑰D和模P×Q；
解密信息=（CD）模P×Q。
橢圓曲線加密技術（ECC）是建立在單向函數（橢圓曲線離散對數）得基礎上，由於它比RAS使用得離散對數要復雜得多。而且該單向函數比RSA得要難，所以與RSA相比，它有如下幾個優點：
安全性能更高 加密演算法的安全性能一般通過該演算法的抗攻擊強度來反映。ECC和其他幾種公鑰系統相比，其抗攻擊性具有絕對的優勢。如160位 ECC與1024位 RSA有相同的安全強度。而210位 ECC則與2048bit RSA具有相同的安全強度。
計算量小，處理速度快 雖然在RSA中可以通過選取較小的公鑰（可以小到3）的方法提高公鑰處理速度，即提高加密和簽名驗證的速度，使其在加密和簽名驗證速度上與ECC有可比性，但在私鑰的處理速度上（解密和簽名），ECC遠比RSA、DSA快得多。因此ECC總的速度比RSA、DSA要快得多。
存儲空間佔用小 ECC的密鑰尺寸和系統參數與RSA、DSA相比要小得多，意味著它所佔的存貯空間要小得多。這對於加密演算法在IC卡上的應用具有特別重要的意義。
帶寬要求低 當對長消息進行加解密時，三類密碼系統有相同的帶寬要求，但應用於短消息時ECC帶寬要求卻低得多。而公鑰加密系統多用於短消息，例如用於數字簽名和用於對對稱系統的會話密鑰傳遞。帶寬要求低使ECC在無線網路領域具有廣泛的應用前景。
ECC的這些特點使它必將取代RSA，成為通用的公鑰加密演算法。比如SET協議的制定者已把它作為下一代SET協議中預設的公鑰密碼演算法。

3. 銀行加密部分流程

我們來考慮一個報文中到底什麼信息是需要加密的，目前一般的做法是只對賬號和密碼進行加密（也有隻對密碼加密的），其他的內容不加密的。對賬號和密碼加密有個術語，叫PinBlock，即PIN塊，就是對賬號和密碼進行DES加密處理後的一個密文數據塊。既然使用了DES演算法來加密賬號和密碼，則必然有個Key來加密，那麼我們就把這個Key稱為PinKey（PIK），就是專門來加密用戶賬戶和密碼的Key。

原文鏈接： https://blog.csdn.net/u011974987/article/details/55506710

1、在ATM機上運行的系統叫ATMC，行內與ATMC直接連接的系統叫ATMP，ATMP再（經過ESB）連接核心賬務系統。2、在傳輸過程中是不會出現明文密碼的（但報文整體不一定加密，可能是明文帶MAC），所以ATMP不會解密密碼，而是校驗MAC，再將C端加密的密碼轉換成核心系統加密的密碼，這一步是由P端調用加密機API，在硬體加密機中直接完成的。3、核心系統收到P端的報文後，同樣調加密機API生成MAC與P端的MAC對比，並對比密碼。4、PIK和MAK確實是經過主密鑰加密的，但是調加密機API並不需要送PIK和MAK的值，只需要送密鑰的名稱，所以無論對對PIK/MAK的加解密，還是對PIN和MAC的加解密都是在加密機中完成的，其他應用系統不需要關心。

鏈接： https://www.hu.com/question/37455323/answer/134372564
zpk:區域pin密鑰，銀行卡交換系統和銀行A、銀行B，分別形成一個區域。
轉pin是從一把zpk加密轉到另一把zpk加密，這兩把zpk可能分屬兩家銀行，也可能是同一個銀行的？
ATMP：ATM前置機。
ATM加密後給ATMP（這個加密後的值不是pinblock，不是銀行系統識別持卡人用的），
ATMP收到之後，再調用加密機，生成pinblock，然後發給收單行。
整個流程，pin不會出現明文。