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加密算法思路

发布时间: 2023-06-14 15:52:25

加密技术06-加密总结

对称密码是一种用相同的密钥进行加密和解密的技术,用于确保消息的机密性。在对称密码的算法方面,目前主要使用的是 AES。尽管对称密码能够确保消息的机密性,但需要解决将解密密钥配送给接受者的密钥配送问题。

主要算法

DES

数据加密标准(英语:Data Encryption Standard,缩写为 DES)是一种对称密钥加密块密码算法,1976年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准(FIPS),随后在国际上广泛流传开来。它基于使用56位密钥的对称算法。

DES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。

原理请参考: 加密技术01-对称加密-DES原理

3DES

三重数据加密算法(英语:Triple Data Encryption Algorithm,缩写为TDEA,Triple DEA),或称3DES(Triple DES),是一种对称密钥加密块密码,相当于是对每个数据块应用三次DES算法。由于计算机运算能力的增强,原版DES由于密钥长度过低容易被暴力破解;3DES即是设计用来提供一种相对简单的方法,即通过增加DES的密钥长度来避免类似的攻击,而不是设计一种全新的块密码算法。

注意:有3个独立密钥的3DES的密钥安全性为168位,但由于中途相遇攻击(知道明文和密文),它的有效安全性仅为112位。

3DES使用“密钥包”,其包含3个DES密钥,K1,K2和K3,均为56位(除去奇偶校验位)。

密文 = E k3 (D k2 (E k1 (明文)))

而解密则为其反过程:

明文 = D k3 (E k2 (D k1 (密文)))

AES

AES 全称 Advanced Encryption Standard(高级加密标准)。它的出现主要是为了取代 DES 加密算法的,因为 DES 算法的密钥长度是 56 位,因此算法的理论安全强度是 56 位。于是 1997 年 1 月 2 号,美国国家标准技术研究所宣布什望征集高级加密标准,用以取代 DES。AES 也得到了全世界很多密码工作者的响应,先后有很多人提交了自己设计的算法。最终有5个候选算法进入最后一轮:Rijndael,Serpent,Twofish,RC6 和 MARS。最终经过安全性分析、软硬件性能评估等严格的步骤,Rijndael 算法获胜。

AES 密码与分组密码 Rijndael 基本上完全一致,Rijndael 分组大小和密钥大小都可以为 128 位、192 位和 256 位。然而 AES 只要求分组大小为 128 位,因此只有分组长度为 128 位的 Rijndael 才称为 AES 算法。

本文 AES 默认是分组长度为 128 位的 Rijndael 算法

原理请参考: 加密技术02-对称加密-AES原理

算法对比

公钥密码是一种用不同的密钥进行加密和解密的技术,和对称密码一样用于确保消息的机密性。使用最广泛的一种公钥密码算法是 RAS。和对称密码相比,公钥密码的速度非常慢,因此一般都会和对称密码一起组成混合密码系统来使用。公钥密码能够解决对称密码中的密钥交换问题,但存在通过中间人攻击被伪装的风险,因此需要对带有数字签名的公钥进行认证。

公钥密码学的概念是为了解决对称密码学中最困难的两个问题而提出

应用场景

几个误解

主要算法

Diffie–Hellman 密钥交换

迪菲-赫尔曼密钥交换(英语:Diffie–Hellman key exchange,缩写为D-H) 是一种安全协议。它可以让双方在完全没有对方任何预先信息的条件下通过不安全信道创建起一个密钥。这个密钥可以在后续的通讯中作为对称密钥来加密通讯内容。公钥交换的概念最早由瑞夫·墨克(Ralph C. Merkle)提出,而这个密钥交换方法,由惠特菲尔德·迪菲(Bailey Whitfield Diffie)和马丁·赫尔曼(Martin Edward Hellman)在1976年发表,也是在公开文献中发布的第一个非对称方案。

Diffie–Hellman 算法的有效性是建立在计算离散对数很困难的基础上。简单地说,我们可如下定义离散对数。首先定义素数 p 的本原跟。素数 p 的本原根是一个整数,且其幂可以产生 1 到 p-1 之间所有整数,也就是说若 a 是素数 p 的本原根,则

a mod p, a 2 mod p,..., a p-1 mod p 各不相同,它是整数 1 到 p-1 的一个置换。

对任意整数 b 和素数 p 的本原跟 a,我们可以找到唯一的指数 i 使得

b ≡ a i (mod p) 其中 0 <= i <= p-1

其中 a, b, p 这些是公开的,i 是私有的,破解难度就是计算 i 的难度。

Elgamal

1985年,T.Elgamal 提出了一种基于离散对数的公开密钥体制,一种与 Diffie-Hellman 密钥分配体制密切相关。Elgamal 密码体系应用于一些技术标准中,如数字签名标准(DSS) 和 S/MIME 电子邮件标准。

基本原理就是利用 Diffie–Hellman 进行密钥交换,假设交换的密钥为 K,然后用 K 对要发送的消息 M,进行加密处理。

所以 Elgamal 的安全系数取决于 Diffie–Hellman 密钥交换。

另外 Elgamal 加密后消息发送的长度会增加一倍。

RSA

MIT 的罗纳德·李维斯特(Ron Rivest)、阿迪·萨莫尔(Adi Shamir)和伦纳德·阿德曼(Leonard Adleman)在 1977 年提出并于 1978 年首次发表的算法。RSA 是最早满足要求的公钥算法之一,自诞生日起就成为被广泛接受且被实现的通用的公钥加密方法。

RSA 算法的有效性主要依据是大数因式分解是很困难的。

原理请参考: 加密技术03-非对称加密-RSA原理

ECC

大多数使用公钥密码学进行加密和数字签名的产品和标准都使用 RSA 算法。我们知道,为了保证 RSA 使用的安全性,最近这些年来密钥的位数一直在增加,这对使用 RSA 的应用是很重的负担,对进行大量安全交易的电子商务更是如此。近来,出现的一种具有强大竞争力的椭圆曲线密码学(ECC)对 RSA 提出了挑战。在标准化过程中,如关于公钥密码学的 IEEE P1363 标准中,人们也已考虑了 ECC。

与 RSA 相比,ECC 的主要诱人之处在于,它可以使用比 RSA 短得多的密钥得到相同安全性,因此可以减少处理负荷。

ECC 比 RSA 或 Diffie-Hellman 原理复杂很多,本文就不多阐述了。

算法对比

公钥密码体制的应用

密码分析所需计算量( NIST SP-800-57 )

注:L=公钥的大小,N=私钥的大小

散列函数是一种将长消息转换为短散列值的技术,用于确保消息的完整性。在散列算法方面,SHA-1 曾被广泛使用,但由于人们已经发现了一些针对该算法理论上可行的攻击方式,因此该算法不应再被用于新的用途。今后我们应该主要使用的算法包括目前已经在广泛使用的 SHA-2,以及具有全新结构的 SHA-3 算法。散列函数可以单独使用,也可以作为消息认证、数字签名以及伪随机数生成器等技术的组成元素来使用。

主要应用

主要算法

MD5

MD5消息摘要算法(英语:MD5 Message-Digest Algorithm),一种被广泛使用的密码散列函数,可以产生出一个 128 位( 16 字节,被表示为 32 位十六进制数字)的散列值(hash value),用于确保信息传输完整一致。MD5 由美国密码学家罗纳德·李维斯特(Ronald Linn Rivest)设计,于 1992 年公开,用以取代 MD4 算法。这套算法的程序在 RFC 1321 中被加以规范。

2009年,中国科学院的谢涛和冯登国仅用了 2 20.96 的碰撞算法复杂度,破解了MD5的碰撞抵抗,该攻击在普通计算机上运行只需要数秒钟。2011年,RFC 6151 禁止MD5用作密钥散列消息认证码。

原理请参考: 加密技术04-哈希算法-MD5原理

SHA-1

SHA-1(英语:Secure Hash Algorithm 1,中文名:安全散列算法1)是一种密码散列函数,美国国家安全局设计,并由美国国家标准技术研究所(NIST)发布为联邦资料处理标准(FIPS)。SHA-1可以生成一个被称为消息摘要的160位(20字节)散列值,散列值通常的呈现形式为40个十六进制数。

2005年,密码分析人员发现了对SHA-1的有效攻击方法,这表明该算法可能不够安全,不能继续使用,自2010年以来,许多组织建议用SHA-2或SHA-3来替换SHA-1。Microsoft、Google以及Mozilla都宣布,它们旗下的浏览器将在2017年停止接受使用SHA-1算法签名的SSL证书。

2017年2月23日,CWI Amsterdam与Google宣布了一个成功的SHA-1碰撞攻击,发布了两份内容不同但SHA-1散列值相同的PDF文件作为概念证明。

2020年,针对SHA-1的选择前缀冲突攻击已经实际可行。建议尽可能用SHA-2或SHA-3取代SHA-1。

原理请参考: 加密技术05-哈希算法-SHA系列原理

SHA-2

SHA-2,名称来自于安全散列算法2(英语:Secure Hash Algorithm 2)的缩写,一种密码散列函数算法标准,由美国国家安全局研发,由美国国家标准与技术研究院(NIST)在2001年发布。属于SHA算法之一,是SHA-1的后继者。其下又可再分为六个不同的算法标准,包括了:SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512、SHA-512/224、SHA-512/256。

SHA-2 系列的算法主要思路和 SHA-1 基本一致

原理请参考: 加密技术05-哈希算法-SHA系列原理

SHA-3

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

Keccak 是一个加密散列算法,由 Guido Bertoni,Joan Daemen,Michaël Peeters,以及 Gilles Van Assche 在 RadioGatún 上设计。

2012年10月2日,Keccak 被选为 NIST 散列函数竞赛的胜利者。SHA-2 目前没有出现明显的弱点。由于对 MD5、SHA-0 和 SHA-1 出现成功的破解,NIST 感觉需要一个与之前算法不同的,可替换的加密散列算法,也就是现在的 SHA-3。

SHA-3 在2015年8月5日由 NIST 通过 FIPS 202 正式发表。

原理请参考: 加密技术05-哈希算法-SHA系列原理

算法对比

② 用c语言设计一个简单地加密算,解密算法,并说明其中的原理

恰巧这两天刚看的一种思路,很简单的加密解密算法,我说一下吧。
算法原理很简单,假设你的原密码是A,用A与数B按位异或后得到C,C就是加密后的密码,用C再与数B按位异或后能得回A。即(A异或B)异或B=A。用C实现很简单的。
这就相当于,你用原密码A和特定数字B产生加密密码C,别人拿到这个加密的密码C,如果不知道特定的数字B,他是无法解密得到原密码A的。
对于密码是数字的情况可以用下面的代码:
#include <stdio.h>
#define BIRTHDAY 19880314
int main()
{
long a, b;

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

a ^= b; printf("解密密码:%ld\n", a);
return 0;
}
如果密码是字符串的话,最简单的加密算法就是对每个字符重新映射,只要加密解密双方共同遵守同一个映射规则就行啦。

③ 简述DES算法与RAS算法加密与解密的思想

DES是一种单一密钥加解密算法.通信主体只有一个密钥,该密钥部队第三方公开.RSA则是公钥/私钥系统.该系统比DES系统更原子化,具有普遍应用意义. nDES算法利用一个56+8奇偶校验位(第8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64位)=64位的密钥对以64位为单位的块数据进行加解密. 第一步:生成16个子钥(48位)第二步:用子钥对64位数据加密RSA具体算法如下:随机选定两个大素数p, q.

④ 易语言自己写加密算法,给点思路

我以前写的那个算法 360公司都破解不了 源码已经失效了。给你思路自己写吧
破解技术反破解技术1反破解技术2反破解技术3防改文件
文件名验证
LOGO图片验证窗口标题验证防改文件大小暴破加壳后数据签名验证加壳后CRC验证文件大小验证防调试
花指令
反调试模块反调试支持库内存注册机不进行判断,用循环代替字符串打乱器及时清内存算法注册机RSA算法数值计算支持库其他
多处验证点
随机验证
命名刻意隐蔽

更多算法请追问20分

⑤ 总结一下PHP中有哪些加密算法技术

1、最普遍用的,md5.
2、其他的如base64等,但这个不严格是加密算法,应该是一种转字符算法,因为可以转回来,而md5是转不回来的。
3、自己编一个,简单思路如下,把待加密的内容,附加各种信息,再用位移等,再用编码转换等做一遍,然后丢弃一部分。这样的话,因为有丢弃,所以无法转回来,就达到加密了。

⑥ 请哪位大神告知下磁盘加密的技术原理如何实现的呢

我们以AES加密举例

AES简介

高级加密标准(AES,Advanced Encryption Standard)为最常见的对称加密算法(微信小程序加密传输就是用这个加密算法的)。对称加密算法也就是加密和解密用相同的密钥,具体的加密流程如下图:

⑦ 如何利用异或运算进行简单加密解密

利用“^”异或运算对字符串进行加密
思路:1.先创建字符串输入的Scanner;
2.通过char[] array = password.toCharArray();// 获取字符数组;
3.遍历字符数组,按目前理解要用到遍历:数组所有元素进行访问,比如你要输出数组里所有的信息时,就要用到
4.进行异或运算
按位做“异或”运算是:位值相同得1,不同得0
例如:
< 加密过程:>
原解释的二进制为 1 1 0 0 ----原文
设定的key的二进制为 0 1 1 0 ----密匙
两者做“异或”结果为 0 1 0 1 ----密文
< 解密过程:>
0 1 0 1----密文
0 1 1 0----密匙
两者“异或”就得到了原文 1 1 0 0 ----原文
详细代码:
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("请输入一个英文字符串或解密字符串");
String line=sca.nextLine();//获取用户输入信息
char[] array=line.toCharArray();//获取字符数组
for (int i=0;i<array.length;i++){//历遍字符数组
array[i]=(char) (array[i]^20000);//对数组每个元素进行异或运算
}
System.out.println("加密解密结果如下:");
System.out.println(new String(array));//输出密钥
}
}
异或运算:
1 ^ 1 = 0
1 ^ 0 = 1
0 ^ 1 = 1
0 ^ 0 = 0
字符'A' 的ASCII编码为65 : 00000000 01000001
取整数7 : 00000000 00000000 00000000 00000111
XOR运算后 : 00000000 00000000 00000000 01000110
简单加密算法代码如下 :
public class Test {
public static final int KEY = 7;
public static void main(String[] args) {
String str = "Hello World!";
StringBuffer str2 = new StringBuffer(); //存储加密后的字符串
StringBuffer str3 = new StringBuffer(); //存储解密后的字符串
//加密过程
for(int i=0;i<str.length();i++)
{
char c = (char)(str.charAt(i) ^ KEY);
str2.append(c);
}
//解密过程
for(int i=0;i<str2.length();i++)
{
char c = (char)(str2.charAt(i) ^ KEY);
str3.append(c);
}
System.out.println("原始 的字符串为:" + str);
System.out.println("加密后 的字符串为:" + str2);
System.out.println("解密后 的字符串为:" + str3);
}
}
输出:
原始 的字符串为:Hello World!
加密后 的字符串为:Obkkh'Phukc&
解密后 的字符串为:Hello World!

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