加密学介绍
密码锁:是对里面贵重东西进行加密 钥匙:对加密的锁进行解密 计算机只能识别0和1两个数字 将现在世界中的东西映射为比特序列的操作称为编码 m -> 01101101 i -> 01101001 d -> 01100100 n -> 01101110 i -> 01101001 g -> 01100111 h -> 01101000 t -> 01110100 **异或运算 ** 异或运算的举例 0 XOR 0 = 0 0 XOR 1 = 1 1 XOR 0 = 1 1 XOR 1 = 0 结论:可以根据B和C推到出A 0 1 0 0 1 1 0 0 A 1 0 1 0 1 0 1 0 B 1 1 1 0 0 1 1 0 C 加密和解密的初始模型
对称加密
对称加密 又称为共享密钥加密,它使用同一个密钥对数据进行加密和解密
适合于加密大数据
算法:DES(56bit) 3DES(168bit) AES(比较多)
工作原理
发送方: 明文数据 ------------对称算法(DES-56bit)-----------得到密文数据 得到56bit的密钥 接收方: 提前获知56bit密钥-------解密密文数据--------明文数据
优点
速度快 适合对大数据进行加密 安全 紧凑 加密1G的数据 加密出来之后 密文数据大概1G左右
缺点
明文传输共享密钥,容易出现中途劫持和窃听的问题 很难保证密钥不被泄露 密钥数量是以参与者数量平方的速度增长(指数增长) 因为数量过多,所以管理和存储会有很大问题 不支持数字签名和不可否认性
非对称加密
非对称加密 会产生一个密钥对 公钥和私钥 本质就是公钥加密 私钥解密 加解密使用两个不同的密钥,公钥则由同一系统的人公用,用来检验信息及其发送者的真实性和身份 私钥用来保护数据 算法:RSA(用的比较多) DSS ECC DH(只能ipsec里面用 DH算法没有公钥和私钥) 适合加密一些小数据
工作原理
发送方(加密过程) 明文数据(假如是一个PDF文件的话)-------------对端的公钥加密------------密文数据(PDF)
接收方(解密过程) 密文数据(PDF)----------------------------------自己的私钥解密-----------得到明文数据(PDF)
RSA算法实现非对称算法的过程
有专门的PGP软件可以实现 RSA的加密过程
缺点
- 非常非常非常长 100M的数据通常加密后就成了200M 所以非对称适合加密一些小数据
- 非常非常非常慢 对称加密是非对称的速度1千倍
- 无法抵御中间人攻击
优点
安全 因为不必发送密钥给接受者,所以非对称加密不必担心密钥被中途截获的问题 密钥数目和参与者的数目一样 不需要事先在各参与者之间建立关系以交换密钥 技术支持数字签名和不可否认性
中间人攻击
上述流程会有一个问题:Client端如何保证接受到的公钥就是目标Server端的?,如果一个攻击者中途拦截Client的登录请求,向其发送自己的公钥,Client端用攻击者的公钥进行数据加密。攻击者接收到加密信息后再用自己的私钥进行解密,不就窃取了Client的登录信息了吗?这就是所谓的中间人攻击
对称加密和非对称加密区别
数字信封
本质就是对称算法和非对称算法结合 其中对称算法是为了加密大数据 一般用于加密数据流 其中非对称算法是为了传输对称算法所产生的密钥
工作原理
发送方(加密过程)
明文数据(大数据)----------对称算法加密-------------密文数据
产生DES 56bit
对端的公钥加密这个56bit的密钥 ------------得到就是密钥包
把密文数据和密钥包一起发给对端叫数字信封 **接收方(解密过程) ** 把数字信封里面的密文数据和密钥包 -------------------自己的私钥解密-----------得到DES 56bit对称算法的密钥-------把密文的数据用得到的DES 56bit密钥解密----------得到明文的数据(大数据)
数字签名
为了验证数据的完整性 数字签名 实现数据的完整性采用私钥加密,公钥解密 实现算法:HASH函数(散列函数) MD5 SHA-1 SHA-2 指纹的工作示意图 散列函数工作示意图 可以用MD5校验工具实验下
特点:
固定输出 雪崩效应 单向不可逆 冲突避免
工作原理:
**签名过程: ** 明文数据-----------HSAH算法(MD5)-----------明文的HASH值1 ----------自己的私钥加密--------得到数字签名 把明文数据+数字签名一起发给对端
**解签名过程: ** 对方的公钥-------解密数字签名----------得到HASH值1
明文数据---------使用相同的HASH算法(MD5)------得到HASH值2
如果HASH值1 与HASH值2相同,说明数据是完整的,没有被修改或者篡改