一、加密解密
- 1.1、常见的英文单词
encrypt：加密、decrypt：解密、plaintext：明文、ciphertext：密文 - 1.2、加密 和 解密 简介
1.3、根据密钥的使用方法，可以将密码分为2种
- 对称密码：加密和解密密码相同
- 公钥密码（非对称密码）：加密和解密密码不同
- 1.4、对称密码（Symmetric Cryptography）
在对称密码中，加密、解密时使用的是同一个密钥，常见的对称密码算法有：DES、3DES、AES
1>、DES（Data Encryption Standard）
- DES是一种将64bit明文加密成64bit密文的对称密码算法，密钥长度是56bit
- 规格上来说，密钥长度是64bit，但每隔7bit会设置一个用于错误检查的bit，因此密钥长度实质上是56bit
- 由于DES每次只能加密64bit的数据，遇到比较大的数据，需要对DES加密进行迭代（反复）
- 目前已经可以在短时间内被破解，所以不建议使用
- 2>、3DES
- 3DES，将DES重复3次所得到的一种密码算法，也叫做3重DES
- 目前还被一些银行等机构使用，但处理速度不高，安全性逐渐暴露出问题
- 3个密钥都是不同的，也称为DES-EDE3
- 如果所有密钥都使用同一个，则结果与普通的DES是等价的；如果密钥1、密钥3相同，密钥2不同，称为DES-EDE2
- 3>、AES（Advanced Encryption Standard）
- 取代DES成为新标准的一种对称密码算法
- AES的密钥长度有128、192、256bit三种
- 在2000年时选择Rijindael算法作为AES的实现
- 目前AES，已经逐步取代DES、3DES，成为首选的对称密码算法
- 一般来说，我们也不应该去使用任何自制的密码算法，而是应该使用AES，它经过了全世界密码学家所进行的高品质验证工作
- 1.5、密钥配送问题
- 在使用对称密码时，一定会遇到密钥配送问题
- 假设，Alice 将使用对称密码加密过的消息发给了 Bob
- 只有将密钥发送给 Bob，Bob 才能完成解密
- 在发送密钥过程中，可能会被 Eve 窃取密钥，最后 Eve 也能完成解密
- 如何解决密钥配送问题？有以下几种解决密钥配送的方法
- 事先共享密钥(比如U盘拷贝)
- 密钥分配中心
- Diffie-Hellman密钥交换
- 公钥密码
- 1.6、公钥密码（Public-key Cryptography）
- 公钥密码中，密钥分为
加密密钥、解密密钥2种，它们并不是同一个密钥 - 公钥密码也被称为
非对称密码（Asymmetric Cryptography） - 在公钥密码中
- 加密密钥，一般是公开的，因此该密钥称为公钥（public key）
- 解密密钥，由消息接收者自己保管的，不能公开，因此也称为私钥（private key）
- 公钥和私钥是一 一对应的，是不能单独生成的，一对公钥和密钥统称为密钥对（key pair）
- 由公钥加密的密文，必须使用与该公钥对应的私钥才能解密
- 由私钥加密的密文，必须使用与该私钥对应的公钥才能解密
- 解决密钥配送问题
- 由消息的接收者，生成一对公钥、私钥
- 将公钥发给消息的发送者
- 消息的发送者使用公钥加密消息
- RSA：目前使用最广泛的公钥密码算法是RSA，RSA的名字，由它的3位开发者，即Ron Rivest、Adi Shamir、Leonard Adleman的姓氏首字母组成
- 1.6、混合密码系统（Hybrid Cryptosystem）
- 1>、混合密码系统
- 对称密码的缺点：不能很好地解决密钥配送问题
- 公钥密码的缺点：加密解密速度比较慢
- 混合密码系统，是将对称密码和公钥密码的优势相结合的方法，解决了公钥密码速度慢的问题，并通过公钥密码解决了对称密码的密钥配送问题，比如：网络上的密码通信所用的SSL/TLS都运用了混合密码系统
- 2>、混合密码-加密
- 会话密钥（session key）
- 为本次通信随机生成的临时密钥
- 作为对称密码的密钥，用于加密消息，提高速度
- 加密步骤（发送消息）
- 首先，消息发送者要拥有消息接收者的公钥
- 生成会话密钥，作为对称密码的密钥，加密消息
- 用消息接收者的公钥，加密会话密钥
- 将前2步生成的加密结果，一并发给消息接收者
- 发送出去的内容包括
- 用会话密钥加密的消息（加密方法：对称密码）
- 用公钥加密的会话密钥（加密方法：公钥密码）
- 3>、混合密码-解密
- 解密步骤（收到消息）
- 消息接收者用自己的私钥解密出会话密钥
- 再用第1步解密出来的会话密钥，解密消息
3>、混合密码-加密解密流程 总结，Alice >>>>> Bob
- 发送过程，加密过程
- 1.Bob先生成一对公钥、私钥
- 2.Bob把公钥共享给Alice
- 3.Alice随机生成一个会话密钥（临时密钥）
- 4.Alice用会话密钥加密需要发送的消息（使用的是对称密码加密）
- 5.Alice用Bob的公钥加密会话密钥（使用的是公钥密码加密，也就是非对称密码加密）
- 6.Alice把第4、5步的加密结果，一并发送给Bob
- 接收过程，解密过程
- 1.Bob利用自己的私钥解密会话密钥（使用的是公钥密码解密，也就是非对称密码解密）
- 2.Bob利用会话密钥解密发送过来的消息（使用的是对称密码解密）
