基於「對稱密鑰」的加密演算法主要有DES、TripleDES、RC2、RC4、RC5和Blowfish等。
對稱密鑰:DES TripleDES演算法
DES演算法把64位的明文輸入塊變為數據長度為64位的密文輸出塊,其中8位為奇偶校驗位,另外56位作為密碼的長度。首先,DES把輸入的64位數據塊按位重新組合,並把輸出分為L0、R0兩部分,每部分各長32位,並進行前後置換,最終由L0輸出左32位,R0輸出右32位,根據這個法則經過16次迭代運算後,得到L16、R16,將此作為輸入,進行與初始置換相反的逆置換,即得到密文輸出。
DES演算法具有極高的安全性,到目前為止,除了用窮舉搜索法對DES演算法進行攻擊外,還沒有發現更有效的辦法,而56位長密鑰的窮舉空間為2^56,這意味著如果一台計算機的速度是每秒種檢測100萬個密鑰,那麼它搜索完全部密鑰就需要將近2285年的時間,因此DES演算法是一種很可靠的加密方法。
對稱密鑰:RC演算法
RC4演算法的原理是「攪亂」,它包括初始化演算法和偽隨機子密碼生成演算法兩大部分,在初始化的過程中,密鑰的主要功能是將一個256位元組的初始數簇進行隨機攪亂,不同的數簇在經過偽隨機子密碼生成演算法的處理後可以得到不同的子密鑰序列,將得到的子密鑰序列和明文進行異或運算(XOR)後,得到密文。
由於RC4演算法加密採用的是異或方式,所以,一旦子密鑰序列出現了重復,密文就有可能被破解,但是目前還沒有發現密鑰長度達到128位的RC4有重復的可能性,所以,RC4也是目前最安全的加密演算法之一。
對稱密鑰:BlowFish演算法
BlowFish演算法是一個64位分組及可變密鑰長度的分組密碼演算法,該演算法是非專利的。
BlowFish演算法使用兩個「盒」:pbox[18]和sbox[4256],BlowFish演算法有一個核心加密函數。該函數輸入64位信息,運算後以64位密文的形式輸出。用BlowFish演算法加密信息,需要密鑰預處理和信息加密兩個過程。BlowFish演算法的原密鑰pbox和sbox是固定的,要加密一個信息,需要選擇一個key,用這個key對pbox和sbox進行變換,得到下一步信息加密所用到的key_pbox和key_sbox。
BlowFish演算法解密,同樣也需要密鑰預處理和信息解密兩個過程。密鑰預處理的過程和加密時完全相同。信息解密的過程就是把信息加密過程的key_pbox逆序使用即可。
Ⅱ AI面試官:MD5、DES、RSA、AES加密
MD5加密:MD5是一種哈希演算法,用於生成固定長度的哈希值。實際應用包括數據完整性驗證和文件完整性檢查。
DES加密:DES是早期對稱密鑰加密演算法,用於數據加密和解密。主要應用在金融領域,如ATM機和信用卡交易。但因密鑰長度較短,安全性問題日益凸顯。
RSA加密:RSA是一種非對稱加密演算法,使用公鑰加密和私鑰解密。常用於數字簽名和安全通信,如確保數據完整性和來源可信性。
AES加密:AES是現代對稱密鑰加密演算法,用於保護網路通信和數據傳輸安全。廣泛應用於安全通信、文件加密和資料庫加密。
MD5與DES在安全性方面較低,容易受到攻擊。RSA和AES被認為是目前較安全的加密演算法。
MD5演算法不適用於密碼存儲,其輸出空間有限,容易發生碰撞攻擊。DES演算法因密鑰長度不足已被AES取代。
RSA公鑰用於加密,私鑰用於解密,常應用於數字簽名。例如,網站發布更新時,使用私鑰生成數字簽名,用戶使用公鑰驗證簽名,確保更新完整性和可信度。
AES加密用於保護數據傳輸和存儲安全。例如,HTTPS協議下瀏覽器和伺服器通信使用AES加密保護隱私和安全。
生成安全隨機數對於加密演算法至關重要。使用加密學安全的偽隨機數生成器(CSPRNG)收集系統隨機性源,通過復雜計算生成高質量隨機數。
加密演算法強度影響抵抗密碼破解攻擊的能力。選擇加密演算法時,強度需考慮。常用的AES和RSA被認為是強加密演算法。
RSA加密中,公鑰和私鑰長度影響安全性。較長密鑰長度提供更高安全性,但增加加密和解密時間。推薦使用2048位或更長的RSA密鑰。
鹽值(Salt)在密碼存儲中增加隨機性,防止相同密碼生成相同哈希值。使用鹽值提高密碼存儲安全性,防止彩虹表攻擊。
哈希演算法在數據完整性校驗、生成消息認證碼(MAC)用於驗證消息真實性和完整性等方面有廣泛應用。
使用加密演算法時,還需考慮密鑰管理、隨機數生成、加密模式和填充方案等其他因素。密鑰泄漏可能威脅數據安全,密鑰生成需使用加密學安全隨機數生成器。選擇合適的加密模式和填充方案對數據處理至關重要。