什么是报文加密

1. 网络加密

信息安全包括 系统安全 和 数据安全 。
系统安全一般采用防火墙、病毒查杀等被动措施；数据安全主要采用现代密码技术对数据进行主动保护，如数据保密、数据完整性、数据不可否认与抵赖、双向身份认证等。
密码技术是保证信息安全的核心技术。
名词解释
明文（plaintext）：未被加密的消息；
密文（ciphertext）：被加密的消息；
密码算法：也叫密码（cipher），适用于加密和解密的数学函数。通常有两个相关函数：一个用于加密，一个用于解密。
加密系统：由算法以及所有可能的明文，密文和密钥组成。
加密（encrypt）：通过密码算法对数据进行转化，使之成为没有正确密钥的人都无法读懂的报文。
解密（decrypt）：加密的相反过程。
密钥（key）：参与加密与解密算法的关键数据。

一个加密网络不但可以防止非授权用户的搭线窃听和入网，保护网内数据、文件、口令和控制信息，也是对付恶意软件的有效方法之一。

链路加密保护网络节点之间的链路信息安全，节点加密对源节点到目的节点之间的传输链路提供加密保护，端点加密是对源端点到目的端点的数据提供加密保护。
链路加密 又称为在线加密，在数据链路层对数据进行加密，用于信道或链路中可能被截获的那一部分数据进行保护。链路加密把报文中每一比特都加密，还对路由信息、校验和控制信息加密。所以报文传输到某节点时，必须先解密，然后再路径选择，差错控制，最后再次加密，发送到下一节点。
链路加密的优点 ：实现简单，在两个节点线路上安装一对密码设备，安装在调制解调器之间；用户透明性。
链路加密的缺点 ：1.全部报文以明文形式通过各节点；2.每条链路都需要一对设备，成本高。
节点加密 除具有链路加密的优势外，还不允许报文在节点内以明文存在，先把收到的报文进行解密，然后采用另一个密钥进行加密，克服了节点处易受非法存取的缺点。
优点是比链路加密成本低，且更安全。缺点是节点加密要求报头和路由信息以明文传输，以便中间节点能得到如何处理消息的信息，对防止攻击者分析通信业务仍是脆弱的。
端对端加密 又称脱线加密或包加密、面向协议加密运行数据从源点到终点的传输过程中始终以密文形式存在，报文在到达终点前不进行解密。
端对端加密在传输层或更高层中实现。若在传输层加密，则不必为每个用户提供单独的安全保护机制；若在应用层加密，则用户可根据自己特定要求选用不同加密策略。链路是对整个链路通信采取加密，端对端则是对整个网络系统采取保护措施。
优点：成本低，可靠性高，易设计、易实现、易维护。

目前已公开发表的各种加密算法有200多种。
根据对明文的加密方式不同进行分类，加密算法分为分组加密算法和序列加密算法。
如果经过加密所得到的密文仅与给定的密码算法和密钥有关，与被处理的明文数据段在整个明文中所处的位置无关，就称为分组加密算法。
如果密文不仅与最初给定的密码算法和密钥有关，同时也是被处理的数据段在明文中所处的位置的函数，就成为序列加密算法。
按照收发双方的密钥是否相同分为对称加密算法（私钥加密算法）和非对称加密算法（公钥加密算法）。

一个加密系统的加密和解密密钥相同，或者虽不同，但是由其中一个可以容易的推导出另一个，则该系统采用的是对称加密算法。

1976年美国Diffe和Hallman提出非对称加密算法。
主要特点是对数据进行加密和解密时使用不同的密钥。每个用户都保存一对密钥，每个人的公开密钥都对外开放。加入某用户与另一用户通信，可用公开密钥对数据进行加密，而收信者则用自己的私有密钥进行解密，加密解密分别使用不同的密钥实现，且不可能由加密密钥推导出解密密钥。
着名的非对称加密算法有RSA、背包密码、McEliece密码、Diffe-Hellman、Rabin、Ong-FiatShamir、零知识证明的算法、椭圆曲线、EIGamal密码算法等。最有影响力的是RSA，能抵抗目前为止已知的所有密码攻击。

2. 信息加密技术的加密技术分析

加密就是通过密码算术对数据进行转化，使之成为没有正确密钥任何人都无法读懂的报文。而这些以无法读懂的形式出现的数据一般被称为密文。为了读懂报文，密文必须重新转变为它的最初形式--明文。而含有用来以数学方式转换报文的双重密码就是密钥。在这种情况下即使一则信息被截获并阅读，这则信息也是毫无利用价值的。而实现这种转化的算法标准，据不完全统计，到现在为止已经有近200多种。在这里，主要介绍几种重要的标准。按照国际上通行的惯例，将这近200种方法按照双方收发的密钥是否相同的标准划分为两大类：一种是常规算法（也叫私钥加密算法或对称加密算法），其特征是收信方和发信方使用相同的密钥，即加密密钥和解密密钥是相同或等价的。比较着名的常规密码算法有：美国的DES及其各种变形，比如3DES、GDES、New DES和DES的前身Lucifer； 欧洲的IDEA；日本的FEAL N、LOKI?91、Skipjack、RC4、RC5以及以代换密码和转轮密码为代表的古典密码等。在众多的常规密码中影响最大的是DES密码，而最近美国NIST（国家标准与技术研究所）推出的AES将有取代DES的趋势，后文将作出详细的分析。常规密码的优点是有很强的保密强度，且经受住时间的检验和攻击，但其密钥必须通过安全的途径传送。因此，其密钥管理成为系统安全的重要因素。另外一种是公钥加密算法（也叫非对称加密算法）。其特征是收信方和发信方使用的密钥互不相同，而且几乎不可能从加密密钥推导解密密钥。比较着名的公钥密码算法有：RSA、背包密码、McEliece密码、Diffe Hellman、Rabin、Ong Fiat Shamir、零知识证明的算法、椭圆曲线、EIGamal算法等等⑷。最有影响的公钥密码算法是RSA，它能抵抗到目前为止已知的所有密码攻击，而最近势头正劲的ECC算法正有取代RSA的趋势。公钥密码的优点是可以适应网络的开放性要求，且密钥管理问题也较为简单，尤其可方便的实现数字签名和验证。但其算法复杂，加密数据的速率较低。尽管如此，随着现代电子技术和密码技术的发展，公钥密码算法将是一种很有前途的网络安全加密体制。这两种算法各有其短处和长处，在下面将作出详细的分析。 在私钥加密算法中，信息的接受者和发送者都使用相同的密钥，所以双方的密钥都处于保密的状态，因为私钥的保密性必须基于密钥的保密性，而非算法上。这在硬件上增加了私钥加密算法的安全性。但同时我们也看到这也增加了一个挑战：收发双方都必须为自己的密钥负责，这种情况在两者在地理上分离显得尤为重要。私钥算法还面临这一个更大的困难，那就是对私钥的管理和分发十分的困难和复杂，而且所需的费用十分的庞大。比如说，一个n个用户的网络就需要派发n(n-1)/2个私钥，特别是对于一些大型的并且广域的网络来说，其管理是一个十分困难的过程，正因为这些因素从而决定了私钥算法的使用范围。而且，私钥加密算法不支持数字签名，这对远距离的传输来说也是一个障碍。另一个影响私钥的保密性的因素是算法的复杂性。现今为止，国际上比较通行的是DES、3DES以及最近推广的AES。
数据加密标准（Data Encryption Standard）是IBM公司1977年为美国政府研制的一种算法。DES是以56 位密钥为基础的密码块加密技术。它的加密过程一般如下：
① 一次性把64位明文块打乱置换。
② 把64位明文块拆成两个32位块；
③ 用机密DES密钥把每个32位块打乱位置16次；
④ 使用初始置换的逆置换。
但在实际应用中，DES的保密性受到了很大的挑战，1999年1月，EFF和分散网络用不到一天的时间，破译了56位的DES加密信息。DES的统治地位受到了严重的影响，为此，美国推出DES的改进版本-- 三重加密（triple Data Encryption Standard）即在使用过程中，收发双方都用三把密钥进行加解密，无疑这种3*56式的加密方法大大提升了密码的安全性，按现在的计算机的运算速度，这种破解几乎是不可能的。但是我们在为数据提供强有力的安全保护的同时，也要化更多的时间来对信息进行三次加密和对每个密层进行解密。同时在这种前提下，使用这种密钥的双发都必须拥有3个密钥，如果丢失了其中任何一把，其余两把都成了无用的密钥。这样私钥的数量一下又提升了3倍，这显然不是我们想看到的。于是美国国家标准与技术研究所推出了一个新的保密措施来保护金融交易。高级加密标准（Advanced Encryption Standard）美国国家技术标准委员会(NIST)在2000年10月选定了比利时的研究成果Rijndael作为AES的基础。Rijndael是经过三年漫长的过程，最终从进入候选的五种方案中挑选出来的。
AES内部有更简洁精确的数学算法,而加密数据只需一次通过。AES被设计成高速，坚固的安全性能，而且能够支持各种小型设备。AES与3DES相比，不仅是安全性能有重大差别，使用性能和资源有效利用上也有很大差别。虽然到现在为止，我还不了解AES的具体算法但是从下表可以看出其与3DES的巨大优越性。
还有一些其他的一些算法，如美国国家安全局使用的飞鱼（Skipjack）算法，不过它的算法细节始终都是保密的，所以外人都无从得知其细节类容；一些私人组织开发的取代DES的方案：RC2、RC4、RC5等。 面对在执行过程中如何使用和分享密钥及保持其机密性等问题，1975年Whitefield Diffe和Marti Hellman提出了公开的密钥密码技术的概念，被称为Diffie-Hellman技术。从此公钥加密算法便产生了。
由于采取了公共密钥，密钥的管理和分发就变得简单多了，对于一个n个用户的网络来说，只需要2n个密钥便可达到密度。同时使得公钥加密法的保密性全部集中在及其复杂的数学问题上，它的安全性因而也得到了保证。但是在实际运用中，公共密钥加密算法并没有完全的取代私钥加密算法。其重要的原因是它的实现速度远远赶不上私钥加密算法。又因为它的安全性，所以常常用来加密一些重要的文件。自公钥加密问世以来，学者们提出了许多种公钥加密方法，它们的安全性都是基于复杂的数学难题。根据所基于的数学难题来分类，有以下三类系统目前被认为是安全和有效的：大整数因子分解系统(代表性的有RSA)、椭圆曲线离散对数系统(ECC)和离散对数系统 (代表性的有DSA)，下面就作出较为详细的叙述。
RSA算法是由罗纳多·瑞维斯特（Rivet）、艾迪·夏弥尔（Shamir）和里奥纳多·艾德拉曼（Adelman）联合推出的，RAS算法由此而得名。它的安全性是基于大整数素因子分解的困难性，而大整数因子分解问题是数学上的着名难题，至今没有有效的方法予以解决，因此可以确保RSA算法的安全性。RSA系统是公钥系统的最具有典型意义的方法，大多数使用公钥密码进行加密和数字签名的产品和标准使用的都是RSA算法。它得具体算法如下：
① 找两个非常大的质数，越大越安全。把这两个质数叫做P和Q。
② 找一个能满足下列条件得数字E：
A． 是一个奇数。
B． 小于P×Q。
C． 与（P－1）×（Q－1）互质，只是指E和该方程的计算结果没有相同的质数因子。
③ 计算出数值D，满足下面性质：（（D×E）－1）能被（P－1）×（Q－1）整除。
公开密钥对是（P×Q，E）。
私人密钥是D。
公开密钥是E。
解密函数是：
假设T是明文，C是密文。
加密函数用公开密钥E和模P×Q；
加密信息=（TE）模P×Q。
解密函数用私人密钥D和模P×Q；
解密信息=（CD）模P×Q。
椭圆曲线加密技术（ECC）是建立在单向函数（椭圆曲线离散对数）得基础上，由于它比RAS使用得离散对数要复杂得多。而且该单向函数比RSA得要难，所以与RSA相比，它有如下几个优点：
安全性能更高 加密算法的安全性能一般通过该算法的抗攻击强度来反映。ECC和其他几种公钥系统相比，其抗攻击性具有绝对的优势。如160位 ECC与1024位 RSA有相同的安全强度。而210位 ECC则与2048bit RSA具有相同的安全强度。
计算量小，处理速度快 虽然在RSA中可以通过选取较小的公钥（可以小到3）的方法提高公钥处理速度，即提高加密和签名验证的速度，使其在加密和签名验证速度上与ECC有可比性，但在私钥的处理速度上（解密和签名），ECC远比RSA、DSA快得多。因此ECC总的速度比RSA、DSA要快得多。
存储空间占用小 ECC的密钥尺寸和系统参数与RSA、DSA相比要小得多，意味着它所占的存贮空间要小得多。这对于加密算法在IC卡上的应用具有特别重要的意义。
带宽要求低 当对长消息进行加解密时，三类密码系统有相同的带宽要求，但应用于短消息时ECC带宽要求却低得多。而公钥加密系统多用于短消息，例如用于数字签名和用于对对称系统的会话密钥传递。带宽要求低使ECC在无线网络领域具有广泛的应用前景。
ECC的这些特点使它必将取代RSA，成为通用的公钥加密算法。比如SET协议的制定者已把它作为下一代SET协议中缺省的公钥密码算法。

3. 银行加密部分流程

我们来考虑一个报文中到底什么信息是需要加密的，目前一般的做法是只对账号和密码进行加密（也有只对密码加密的），其他的内容不加密的。对账号和密码加密有个术语，叫PinBlock，即PIN块，就是对账号和密码进行DES加密处理后的一个密文数据块。既然使用了DES算法来加密账号和密码，则必然有个Key来加密，那么我们就把这个Key称为PinKey（PIK），就是专门来加密用户账户和密码的Key。

原文链接： https://blog.csdn.net/u011974987/article/details/55506710

1、在ATM机上运行的系统叫ATMC，行内与ATMC直接连接的系统叫ATMP，ATMP再（经过ESB）连接核心账务系统。2、在传输过程中是不会出现明文密码的（但报文整体不一定加密，可能是明文带MAC），所以ATMP不会解密密码，而是校验MAC，再将C端加密的密码转换成核心系统加密的密码，这一步是由P端调用加密机API，在硬件加密机中直接完成的。3、核心系统收到P端的报文后，同样调加密机API生成MAC与P端的MAC对比，并对比密码。4、PIK和MAK确实是经过主密钥加密的，但是调加密机API并不需要送PIK和MAK的值，只需要送密钥的名称，所以无论对对PIK/MAK的加解密，还是对PIN和MAC的加解密都是在加密机中完成的，其他应用系统不需要关心。

链接： https://www.hu.com/question/37455323/answer/134372564
zpk:区域pin密钥，银行卡交换系统和银行A、银行B，分别形成一个区域。
转pin是从一把zpk加密转到另一把zpk加密，这两把zpk可能分属两家银行，也可能是同一个银行的？
ATMP：ATM前置机。
ATM加密后给ATMP（这个加密后的值不是pinblock，不是银行系统识别持卡人用的），
ATMP收到之后，再调用加密机，生成pinblock，然后发给收单行。
整个流程，pin不会出现明文。