1. RSA演算法的基本含義
RSA公開密鑰密碼體制。所謂的公開密鑰密碼體制就是使用不同的加密密鑰與解密密鑰,是一種「由已知加密密鑰推導出解密密鑰在計算上是不可行的」密碼體制。
在公開密鑰密碼體制中,加密密鑰(即公開密鑰)PK是公開信息,而解密密鑰(即秘密密鑰)SK是需要保密的。加密演算法E和解密演算法D也都是公開的。雖然解密密鑰SK是由公開密鑰PK決定的,但卻不能根據PK計算出SK。
正是基於這種理論,1978年出現了著名的RSA演算法,它通常是先生成一對RSA 密鑰,其中之一是保密密鑰,由用戶保存;另一個為公開密鑰,可對外公開,甚至可在網路伺服器中注冊。為提高保密強度,RSA密鑰至少為500位長,一般推薦使用1024位。這就使加密的計算量很大。為減少計算量,在傳送信息時,常採用傳統加密方法與公開密鑰加密方法相結合的方式,即信息採用改進的DES或IDEA對話密鑰加密,然後使用RSA密鑰加密對話密鑰和信息摘要。對方收到信息後,用不同的密鑰解密並可核對信息摘要。
RSA演算法是第一個能同時用於加密和數字簽名的演算法,也易於理解和操作。RSA是被研究得最廣泛的公鑰演算法,從提出到現今的三十多年裡,經歷了各種攻擊的考驗,逐漸為人們接受,普遍認為是目前最優秀的公鑰方案之一。
SET(Secure Electronic Transaction)協議中要求CA採用2048bits長的密鑰,其他實體使用1024比特的密鑰。RSA密鑰長度隨著保密級別提高,增加很快。下表列出了對同一安全級別所對應的密鑰長度。 保密級別 對稱密鑰長度(bit) RSA密鑰長度(bit) ECC密鑰長度(bit) 保密年限 80 80 1024 160 2010 112 112 2048 224 2030 128 128 3072 256 2040 192 192 7680 384 2080 256 256 15360 512 2120 這種演算法1978年就出現了,它是第一個既能用於數據加密也能用於數字簽名的演算法。它易於理解和操作,也很流行。演算法的名字以發明者的名字命名:Ron Rivest, Adi Shamir 和 Leonard Adleman。早在1973年,英國國家通信總局的數學家Clifford Cocks就發現了類似的演算法。但是他的發現被列為絕密,直到1998年才公諸於世。
RSA演算法是一種非對稱密碼演算法,所謂非對稱,就是指該演算法需要一對密鑰,使用其中一個加密,則需要用另一個才能解密。
RSA的演算法涉及三個參數,n、e1、e2。
其中,n是兩個大質數p、q的積,n的二進製表示時所佔用的位數,就是所謂的密鑰長度。
e1和e2是一對相關的值,e1可以任意取,但要求e1與(p-1)*(q-1)互質;再選擇e2,要求(e2*e1)mod((p-1)*(q-1))=1。
(n,e1),(n,e2)就是密鑰對。其中(n,e1)為公鑰,(n,e2)為私鑰。
RSA加解密的演算法完全相同,設A為明文,B為密文,則:A=B^e2 mod n;B=A^e1 mod n;(公鑰加密體制中,一般用公鑰加密,私鑰解密)
e1和e2可以互換使用,即:
A=B^e1 mod n;B=A^e2 mod n;
2. 標准加密演算法tdes,aes是什麼意思
3DES(或稱為Triple DES)是三重數據加密演算法(TDEA,Triple Data Encryption Algorithm)塊密碼的通稱
高級加密標准(英語:Advanced Encryption Standard,縮寫:AES),在密碼學中又稱Rijndael加密法,是美國聯邦政府採用的一種區塊加密標准。
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3. 加密演算法的演算法
一個加密系統S可以用數學符號描述如下:
S={P, C, K, E, D}
其中
P——明文空間,表示全體可能出現的明文集合,
C——密文空間,表示全體可能出現的密文集合,
K——密鑰空間,密鑰是加密演算法中的可變參數,
E——加密演算法,由一些公式、法則或程序構成,
D——解密演算法,它是E的逆。
當給定密鑰kÎK時,各符號之間有如下關系:
C = Ek(P), 對明文P加密後得到密文C
P = Dk(C) = Dk(Ek(P)), 對密文C解密後得明文P
如用E-1 表示E的逆,D-1表示D的逆,則有:
Ek = Dk-1且Dk = Ek-1
因此,加密設計主要是確定E,D,K。
RSA是Rivest、Shamir和Adleman提出來的基於數論非對稱性(公開鑰)加密演算法。大整數的素因子難分解是RSA演算法的基礎。
RSA在國外早已進入實用階段,已研製出多種高速的RSA的專用晶元。盡管RSA的許多特性並不十分理想,但迫於信息安全的實際需要,許多重要的信息系統還是採用RSA作為基礎加密機制。從RSA提出不久,我國有關部門就一直對它進行研究。從應用的角度看,軟體實現的RSA已經開始用於計算機網路加密,用來完成密鑰分配、數字簽名等功能。
除了RSA之外,還有DES(數據加密標准)。盡管DES公開了其加密演算法並曾被美國列為「標准」,但很快被廢棄。加密技術又回歸到「演算法保密」的傳統上。
4. 簡述對稱加密演算法的基本原理
對稱加密是計算機加密領域最古老也是最經典的加密標准。雖然對稱加密被認為不再是安全的加密方式,但是直到現在,還看不到它被淘汰的跡象。在很多非網路化的加密環境中,對稱加密足以滿足人們的需要。
對稱加密採用單密鑰加密方式,不論是加密還是解密都是用同一個密鑰,即「一把鑰匙開一把鎖」。對稱加密的好處在於操作簡單、管理方便、速度快。它的缺點在於密鑰在網路傳輸中容易被竊聽,每個密鑰只能應用一次,對密鑰管理造成了困難。對稱加密的實現形式和加密演算法的公開性使它依賴於密鑰的安全性,而不是演算法的安全性。
一個對稱加密系統由五個部分組成,可以表述為
S={M,C,K,E,D}
各字母的含義如下:
M:明文空間,所有明文的集合。
C:密文空間,全體密文的集合。
K:密鑰空間,全體密鑰的集合。
E:加密演算法。
D:解密演算法。
5. linux centos6.2 用戶登陸口令使用什麼加密機制
使用的應該是md5吧,不過使用salt值的md5演算法,$符號前後一共三個欄位,第一個欄位代表的意思就是加密演算法的代號,第二個欄位就是salt值,第三個欄位就是加密後的字元串!
開機時候你輸入密碼後,系統會讀取第一個欄位來判斷加密類型,然後讀取第二個欄位+你輸入的密碼來進行md5摘要,然後生成一個字元串去和系統中保存的密碼去比對!
MD5的ID應該是1,也就是$1$然後後面是salt,salt值的作用就是讓同樣的密碼可以生成不同的字元串,為了防止弱口令的批量泄露!
6. 誰幫我介紹下加密對稱演算法
A.對稱加密技術 a. 描述 對稱演算法(symmetric algorithm),有時又叫傳統密碼演算法,就是加密密鑰能夠從解密密鑰中推算出來,同時解密密鑰也可以從加密密鑰中推算出來。而在大多數的對稱演算法中,加密密鑰和解密密鑰是相同的。所以也稱這種加密演算法為秘密密鑰演算法或單密鑰演算法。它要求發送方和接收方在安全通信之前,商定一個密鑰。對稱演算法的安全性依賴於密鑰,泄漏密鑰就意味著任何人都可以對他們發送或接收的消息解密,所以密鑰的保密性對通信性至關重要。 b.特點分析 對稱加密的優點在於演算法實現後的效率高、速度快。 對稱加密的缺點在於密鑰的管理過於復雜。如果任何一對發送方和接收方都有他們各自商議的密鑰的話,那麼很明顯,假設有N個用戶進行對稱加密通信,如果按照上述方法,則他們要產生N(N-1)把密鑰,每一個用戶要記住或保留N-1把密鑰,當N很大時,記住是不可能的,而保留起來又會引起密鑰泄漏可能性的增加。常用的對稱加密演算法有DES,DEA等。 B.非對稱加密技術 a.描述 非對稱加密(dissymmetrical encryption),有時又叫公開密鑰演算法(public key algorithm)。這種加密演算法是這樣設計的:用作加密的密鑰不同於用作解密的密鑰,而且解密密鑰不能根據加密密鑰計算出來(至少在合理假定的長時間內)。之所以又叫做公開密鑰演算法是由於加密密鑰可以公開,即陌生人可以得到它並用來加密信息,但只有用相應的解密密鑰才能解密信息。在這種加密演算法中,加密密鑰被叫做公開密鑰(public key),而解密密鑰被叫做私有密鑰(private key)。 b.特點分析 非對稱加密的缺點在於演算法實現後的效率低、速度慢。 非對稱加密的優點在於用戶不必記憶大量的提前商定好的密鑰,因為發送方和接收方事先根本不必商定密鑰,發放方只要可以得到可靠的接收方的公開密鑰就可以給他發送信息了,而且即使雙方根本互不相識。但為了保證可靠性,非對稱加密演算法需要一種與之相配合使用的公開密鑰管理機制,這種公開密鑰管理機制還要解決其他一些公開密鑰所帶來的問題。常用的非對稱加密演算法有RSA等。 (3) 關於密碼技術 密碼技術包括加密技術和密碼分析技術,也即加密和解密技術兩個方面。在一個新的加密演算法的研發需要有相應的數學理論證明,證明這個演算法的安全性有多高,同時還要從密碼分析的角度對這個演算法進行安全證明,說明這個演算法對於所知的分析方法來說是有防範作用的。 三、對稱加密演算法分析 對稱加密演算法的分類 對稱加密演算法可以分成兩類:一類為序列演算法(stream algorithm):一次只對明文中單個位(有時為位元組)加密或解密運算。另一類為分組演算法(block algorithm):一次明文的一組固定長度的位元組加密或解密運算。 現代計算機密碼演算法一般採用的都是分組演算法,而且一般分組的長度為64位,之所以如此是由於這個長度大到足以防止分析破譯,但又小到足以方便使用。 1.DES加密演算法 (Data Encryption Standard )
(1) 演算法簡介
1973 年 5 月 15 日,美國國家標准局 (NBS) 在「聯邦注冊」上發布了一條通知,徵求密碼演算法,用於在傳輸和存儲期間保護數據。IBM 提交了一個候選演算法,它是 IBM 內部開發的,名為 LUCIFER。在美國國家安全局 (NSA) 的「指導」下完成了演算法評估之後,在 1977 年 7 月 15 日,NBS 採納了 LUCIFER 演算法的修正版作為新的數據加密標准。
原先規定使用10年,但由於新的加密標准還沒有完成,所以DES演算法及其的變形演算法一直廣泛的應用於信息加密方面。 (2) 演算法描述 (包括加密和解密)
Feistel結構(畫圖說明)。
DES 的工作方式:可怕的細節
DES 將消息分成 64 位(即 16 個十六進制數)一組進行加密。DES 使用「密鑰」進行加密,從符號的角度來看,「密鑰」的長度是 16 個十六進制數(或 64 位)。但是,由於某些原因(可能是因為 NSA 給 NBS 的「指引」),DES 演算法中每逢第 8 位就被忽略。這造成密鑰的實際大小變成 56 位。編碼系統對「強行」或「野蠻」攻擊的抵抗力與其密鑰空間或者系統可能有多少密鑰有直接關系。使用的位數越多轉換出的密鑰也越多。密鑰越多,就意味著強行攻擊中計算密鑰空間中可能的密鑰范圍所需的時間就越長。從總長度中切除 8 位就會在很大程度上限制了密鑰空間,這樣系統就更容易受到破壞。
DES 是塊加密演算法。這表示它處理特定大小的純文本塊(通常是 64 位),然後返回相同大小的密碼塊。這樣,64 位(每位不是 0 就是 1)有 264 種可能排列,DES 將生成其中的一種排列。每個 64 位的塊都被分成 L、R 左右兩塊,每塊 32 位。
DES 演算法使用以下步驟:
1. 創建 16 個子密鑰,每個長度是 48 位。根據指定的順序或「表」置換 64 位的密鑰。如果表中的第一項是 "27",這表示原始密鑰 K 中的第 27 位將變成置換後的密鑰 K+ 的第一位。如果表的第二項是 36,則這表示原始密鑰中的第 36 位將變成置換後密鑰的第二位,以此類推。這是一個線性替換方法,它創建了一種線性排列。置換後的密鑰中只出現了原始密鑰中的 56 位。
2. 接著,將這個密鑰分成左右兩半,C0 和 D0,每一半 28 位。定義了 C0 和 D0 之後,創建 16 個 Cn 和 Dn 塊,其中 1<=n<=16。每一對 Cn 和 Dn 塊都通過使用標識「左移位」的表分別從前一對 Cn-1 和 Dn-1 形成,n = 1, 2, ..., 16,而「左移位」表說明了要對哪一位進行操作。在所有情況下,單一左移位表示這些位輪流向左移動一個位置。在一次左移位之後,28 個位置中的這些位分別是以前的第 2、3……28 位。
通過將另一個置換表應用於每一個 CnDn 連接對,從而形成密鑰 Kn,1<=n<=16。每一對有 56 位,而置換表只使用其中的 48 位,因為每逢第 8 位都將被忽略。
3. 編碼每個 64 位的數據塊。
64 位的消息數據 M 有一個初始置換 IP。這將根據置換表重新排列這些位,置換表中的項按這些位的初始順序描述了它們新的排列。我們以前見過這種線性表結構。
使用函數 f 來生成一個 32 位的塊,函數 f 對兩個塊進行操作,一個是 32 位的數據塊,一個是 48 位的密鑰 Kn,連續迭代 16 次,其中 1<=n<=16。用 + 表示 XOR 加法(逐位相加,模除 2)。然後,n 從 1 到 16,計算 Ln = Rn-1 Rn = Ln-1 + f(Rn-1,Kn)。即在每次迭代中,我們用前一結果的右邊 32 位,並使它們成為當前步驟中的左邊 32 位。對於當前步驟中的右邊 32 位,我們用演算法 f XOR 前一步驟中的左邊 32 位。
要計算 f,首先將每一塊 Rn-1 從 32 位擴展到 48 位。可以使用選擇表來重復 Rn-1 中的一些位來完成這一操作。這個選擇表的使用就成了函數 f。因此 f(Rn-1) 的輸入塊是 32 位,輸出塊是 48 位。f 的輸出是 48 位,寫成 8 塊,每塊 6 位,這是通過根據已知表按順序選擇輸入中的位來實現的。
我們已經使用選擇表將 Rn-1 從 32 位擴展成 48 位,並將結果 XOR 密鑰 Kn。現在有 48 位,或者是 8 組,每組 6 位。每組中的 6 位現在將經歷一次變換,該變換是演算法的核心部分:在叫做「S 盒」的表中,我們將這些位當作地址使用。每組 6 位在不同的 S 盒中表示不同的地址。該地址中是一個 4 位數字,它將替換原來的 6 位。最終結果是 8 組,每組 6 位變換成 8 組,每組 4 位(S 盒的 4 位輸出),總共 32 位。
f 計算的最後階段是對 S 盒輸出執行置換 P,以得到 f 的最終值。f 的形式是 f = P(S1(B1)S2(B2)...S8(B8))。置換 P 根據 32 位輸入,在以上的過程中通過置換輸入塊中的位,生成 32 位輸出。
解密只是加密的逆過程,使用以上相同的步驟,但要逆轉應用子密鑰的順序。DES 演算法是可逆的
(2) 演算法的安全性分析
在知道一些明文和密文分組的條件下,從理論上講很容易知道對DES進行一次窮舉攻擊的復雜程度:密鑰的長度是56位,所以會有 種的可能的密鑰。
在1993年的一年一度的世界密碼大會上,加拿大北方電信公司貝爾實驗室的 Michael Wiener 描述了如何構造一台專用的機器破譯DES,該機器利用一種每秒能搜索5000萬個密鑰的專用晶元。而且此機器的擴展性很好,投入的經費越多則效率越高。用100萬美元構造的機器平均3.5小時就可以破譯密碼。
如果不用專用的機器,破譯DES也有其他的方法。在1994年的世界密碼大會上,M.Matsui 提出一種攻克DES的新方法--"線性密碼分析"法。它可使用平均 個明文及其密文,在12台HP9000/735工作站上用此方法的軟體實現,花費50天時間完成對DES的攻擊。
如前所述DES作為加密演算法的標准已經二十多年了,可以說是一個很老的演算法,而在新的加密演算法的國際標准出現之前,許多DES的加固性改進演算法仍有實用價值,在本文的3.4節詳細的描述,同時考慮的以上所述DES的安全性已受到了威脅。
(4) 演算法的變體 三重DES(TDEA),使用3個密鑰,執行3次DES演算法:
加密:C = Ek3[Dk2[Ek1[P]]] 解密:P = Dk1[Ek2[Dk3[C]]]
特點:安全性得到增強,但是速度變慢。
2.AES
自 20 世紀 70 年代以來一直廣泛使用的「數據加密標准」(DES) 日益顯出衰老的痕跡,而一種新的演算法 -- Rijndael -- 正順利地逐漸變成新標准。這里,Larry Loeb 詳細說明了每一種演算法,並提供了關於為什麼會發生這種變化的內幕信息。
DES 演算法是全世界最廣泛使用的加密演算法。最近,就在 2000 年 10 月,它在其初期就取得的硬體方面的優勢已經阻礙了其發展,作為政府加密技術的基礎,它已由「高級加密標准」(AES) 中包含的另一種加密演算法代替了。AES 是指定的標准密碼系統,未來將由政府和銀行業用戶使用。AES 用來實際編碼數據的加密演算法與以前的 DES 標准不同。我們將討論這是如何發生的,以及 AES 中的 Rijndael 演算法是如何取代 DES 的演算法的。
「高級加密標准」成就
但直到 1997 年,美國國家標准技術局 (NIST) 才開始打著 AES 項目的旗幟徵集其接任者。1997 年 4 月的一個 AES 研討會宣布了以下 AES 成就的最初目標:
• 可供政府和商業使用的功能強大的加密演算法
• 支持標准密碼本方式
• 要明顯比 DES 3 有效
• 密鑰大小可變,這樣就可在必要時增加安全性
• 以公正和公開的方式進行選擇
• 可以公開定義
• 可以公開評估
AES 的草案中最低可接受要求和評估標準是:
A.1 AES 應該可以公開定義。
A.2 AES 應該是對稱的塊密碼。
A.3 AES 應該設計成密鑰長度可以根據需要增加。
A.4 AES 應該可以在硬體和軟體中實現。
A.5 AES 應該 a) 可免費獲得。
A.6 將根據以下要素評價符合上述要求的演算法:
1. 安全性(密碼分析所需的努力)
2. 計算效率
3. 內存需求
4. 硬體和軟體可適用性
5. 簡易性
6. 靈活性
7. 許可證需求(見上面的 A5)
Rijndael:AES 演算法獲勝者
1998年8月20日NIST召開了第一次AES侯選會議,並公布了15個AES侯選演算法。經過一年的考察,MARS,RC6,Rijndael,Serpent,Twofish共5種演算法通過了第二輪的選拔。2000 年 10 月,NIST 選擇 Rijndael(發音為 "Rhine dale")作為 AES 演算法。它目前還不會代替 DES 3 成為政府日常加密的方法,因為它還須通過測試過程,「使用者」將在該測試過程後發表他們的看法。但相信它可以順利過關。
Rijndael 是帶有可變塊長和可變密鑰長度的迭代塊密碼。塊長和密鑰長度可以分別指定成 128、192 或 256 位。
Rijndael 中的某些操作是在位元組級上定義的,位元組表示有限欄位 GF(28) 中的元素,一個位元組中有 8 位。其它操作都根據 4 位元組字定義。
加法照例對應於位元組級的簡單逐位 EXOR。
在多項式表示中,GF(28) 的乘法對應於多項式乘法模除階數為 8 的不可約分二進制多項式。(如果一個多項式除了 1 和它本身之外沒有其它約數,則稱它為不可約分的。)對於 Rijndael,這個多項式叫做 m(x),其中:m(x) = (x8 + x4 + x3 + x + 1) 或者十六進製表示為 '11B'。其結果是一個階數低於 8 的二進制多項式。不像加法,它沒有位元組級的簡單操作。
不使用 Feistel 結構!
在大多數加密演算法中,輪回變換都使用著名的 Feistel 結構。在這個結構中,中間 State 的位部分通常不做更改調換到另一個位置。(這種線性結構的示例是我們在 DES 部分中討論的那些表,即使用固定表的形式交換位。)Rijndael 的輪回變換不使用這個古老的 Feistel 結構。輪回變換由三個不同的可逆一致變換組成,叫做層。(「一致」在這里表示以類似方法處理 State 中的位。)
線性混合層保證了在多個輪回後的高度擴散。非線性層使用 S 盒的並行應用,該應用程序有期望的(因此是最佳的)最差非線性特性。S 盒是非線性的。依我看來,這就 DES 和 Rijndael 之間的密鑰概念差異。密鑰加法層是對中間 State 的輪回密鑰 (Round Key) 的簡單 EXOR,如以下所注。
Rijndael演算法
加密演算法
Rijndael演算法是一個由可變數據塊長和可變密鑰長的迭代分組加密演算法,數據塊長和密鑰長可分別為128,192或256比特。
數據塊要經過多次數據變換操作,每一次變換操作產生一個中間結果,這個中間結果叫做狀態。狀態可表示為二維位元組數組,它有4行,Nb列,且Nb等於數據塊長除32。如表2-3所示。
a0,0 a0,1 a0,2 a0,3 a0,4 a0,5
a1,0 a1,1 a1,2 a1,3 a1,4 a1,5
a2,0 a2,1 a2,2 a2,3 a2,4 a2,5
a3,0 a3,1 a3,2 a3,3 a3,4 a3,5
數據塊按a0,0 , a1,0 , a2,0 , a3,0 , a0,1 , a1,1 , a2,1 , a3,1 , a0,2…的順序映射為狀態中的位元組。在加密操作結束時,密文按同樣的順序從狀態中抽取。
密鑰也可類似地表示為二維位元組數組,它有4行,Nk列,且Nk等於密鑰塊長除32。演算法變換的圈數Nr由Nb和Nk共同決定,具體值列在表2-4中。
表3-2 Nb和Nk決定的Nr的值
Nr Nb = 4 Nb = 6 Nb = 8
Nk = 4 10 12 14
Nk = 6 12 12 14
Nk = 8 14 14 14
3.2.1圈變換
加密演算法的圈變換由4個不同的變換組成,定義成:
Round(State,RoundKey)
{
ByteSub(State);
ShiftRow(State);
MixColumn(State);
AddRoundKey(State,RoundKey); (EXORing a Round Key to the State)
}
加密演算法的最後一圈變換與上面的略有不同,定義如下:
FinalRound(State,RoundKey)
{
ByteSub(State);
ShiftRow(State);
AddRoundKey(State,RoundKey);
}
ByteSub變換
ByteSub變換是作用在狀態中每個位元組上的一種非線形位元組變換。這個S盒子是可逆的且由以下兩部分組成:
把位元組的值用它的乘法逆替代,其中『00』的逆就是它自己。
經(1)處理後的位元組值進行如下定義的仿射變換:
y0 1 1 1 1 1 0 0 0 x0 0
y1 0 1 1 1 1 1 0 0 x1 1
y2 0 0 1 1 1 1 1 0 x2 1
y3 0 0 0 1 1 1 1 1 x3 0
y4 = 1 0 0 0 1 1 1 1 x4 + 0
y5 1 1 0 0 0 1 1 1 x5 0
y6 1 1 1 0 0 0 1 1 x6 1
y7 1 1 1 1 0 0 0 1 x7 1
ShiftRow變換
在ShiftRow變換中,狀態的後3行以不同的移位值循環右移,行1移C1位元組,行2移C2位元組,行3移C3位元組。
移位值C1,C2和C3與加密塊長Nb有關,具體列在表2-5中:
表3-3 不同塊長的移位值
Nb C1 C2 C3
4 1 2 3
MixColumn變換
在MixColumn變換中,把狀態中的每一列看作GF(28)上的多項式與一固定多項式c(x)相乘然後模多項式x4+1,其中c(x)為:
c(x) =『03』x3 + 『01』x2 + 『01』x + 『02』
圈密鑰加法
在這個操作中,圈密鑰被簡單地使用異或操作按位應用到狀態中。圈密鑰通過密鑰編製得到,圈密鑰長等於數據塊長Nb。
在這個表示法中,「函數」(Round, ByteSub, ShiftRow,...) 對那些被提供指針 (State, RoundKey) 的數組進行操作。ByteSub 變換是非線性位元組交換,各自作用於每個 State 位元組上。在 ShiftRow 中,State 的行按不同的偏移量循環移位。在 MixColumn 中,將 State 的列視為 GF(28) 多項式,然後乘以固定多項式 c( x ) 並模除 x4 + 1,其中 c( x ) = '03' x3 + '01' x2+ '01' x + '02'。這個多項式與 x4 + 1 互質,因此是可逆的。
輪回密鑰通過密鑰計劃方式從密碼密鑰 (Cipher Key) 派生而出。它有兩個組件:密鑰擴展 (Key Expansion) 和輪回密鑰選擇 (Round Key Selection)。輪回密鑰的總位數等於塊長度乘以輪回次數加 1(例如,塊長度等於 128 位,10 次輪回,那麼就需要 1408 個輪回密鑰位)。
密碼密鑰擴充成擴展密鑰 (Expanded Key)。輪回密鑰是通過以下方法從這個擴展密鑰中派生的:第一個輪回密鑰由前 Nb(Nb = 塊長度)個字組成,第二個由接著的 Nb 個字組成,以此類推。
加密演算法由以下部分組成:初始輪回密鑰加法、Nr-1 個輪回和最後一個輪回。在偽 C 代碼中:
Rijndael(State,CipherKey)
{
KeyExpansion(CipherKey,ExpandedKey);
AddRoundKey(State,ExpandedKey);
For( i=1 ; i<Nr ; i++ ) Round(State,ExpandedKey + Nb*i);
FinalRound(State,ExpandedKey + Nb*Nr).
}
如果已經預先執行了密鑰擴展,則可以根據擴展密鑰指定加密演算法。
Rijndael(State,ExpandedKey)
{
AddRoundKey(State,ExpandedKey);
For( i=1 ; i<Nr ; i++ ) Round(State,ExpandedKey + Nb*i);
FinalRound(State,ExpandedKey + Nb*Nr);
}
由於 Rijndael 是可逆的,解密過程只是顛倒上述的步驟。
最後,開發者將仔細考慮如何集成這種安全性進展,使之成為繼 Rijndael 之後又一個得到廣泛使用的加密演算法。AES 將很快應一般商業團體的要求取代 DES 成為標准,而該領域的發展進步無疑將追隨其後。
3.IDEA加密演算法 (1) 演算法簡介 IDEA演算法是International Data Encryption Algorithmic 的縮寫,意為國際數據加密演算法。是由中國學者朱學嘉博士和著名密碼學家James Massey 於1990年聯合提出的,當時被叫作PES(Proposed Encryption Standard)演算法,後為了加強抵抗差分密碼分,經修改於1992年最後完成,並命名為IDEA演算法。 (2) 演算法描述 這個部分參見論文上的圖 (3) 演算法的安全性分析 安全性:IDEA的密鑰長度是128位,比DES長了2倍多。所以如果用窮舉強行攻擊的話, 么,為了獲得密鑰需要 次搜索,如果可以設計一種每秒能搜索十億把密鑰的晶元,並且 採用十億個晶元來並行處理的話,也要用上 年。而對於其他攻擊方式來說,由於此演算法 比較的新,在設計時已經考慮到了如差分攻擊等密碼分析的威脅,所以還未有關於有誰 發現了能比較成功的攻擊IDEA方法的結果。從這點來看,IDEA還是很安全的。
4.總結
幾種演算法的性能對比
演算法 密鑰長度 分組長度 循環次數
DES 56 64 16
三重DES 112、168 64 48
AES 128、192、256 128 10、12、14
IDEA 128 64 8
速度:在200MHz的奔騰機上的對比。
C++ DJGP(++pgcc101)
AES 30.2Mbps 68.275Mbps
DES(RSAREF) 10.6Mbps 16.7Mbps
3DES 4.4Mbps 7.3Mbps
Celeron 1GHz的機器上AES的速度,加密內存中的數據
128bits密鑰:
C/C++ (Mbps) 匯編(Mbps)
Linux 2.4.7 93 170
Windows2K 107 154
256bits密鑰:
C/C++ (Mbps) 匯編(Mbps)
Linux 2.4.7 76 148
Windows2K 92 135
安全性
1990年以來,特製的"DES Cracker"的機器可在幾個小時內找出一個DES密鑰。換句話說,通過測試所有可能的密鑰值,此硬體可以確定用於加密信息的是哪個密鑰。假設一台一秒內可找出DES密鑰的機器(如,每秒試255個密鑰),如果用它來找出128-bit AES的密鑰,大約需要149萬億年。
四、對稱加密應用 在保密通信中的應用。(保密電話) 附加內容
安全哈希演算法(SHA)
由NIST開發出來的。
此演算法以最大長度不超過264位的消息為輸入,生成160位的消息摘要輸出。主要步驟:
1. 附加填充位
2. 附加長度
3. 初始化MD緩沖區,為160位的數據
A=67452301
B=EFCDAB89
C=89BADCFE
D=10325476
E=C3D2E1F0
4. 處理512位消息塊,將緩沖虛數據和消息塊共同計算出下一個輸出
5. 輸出160位摘要
此外還有其他哈希演算法,如MD5(128位摘要),RIPEMD-160(160位摘要)等。
7. 請問DES加密演算法中的這3個函數(獲取密鑰函數,加密函數與解密函數)的含義是什麼(附函數演算法)
/// <summary>
/// DES密鑰
/// </summary>
private const string KEY_64 = "11111111";//注意了,是8個字元,64位
/// <summary>
/// DES向量
/// </summary>
private const string IV_64 = "11111111";
/// <summary>
/// 加密DES
/// </summary>
/// <param name="data">需要加密的字元串</param>
/// <returns>加密後的字元串</returns>
public static string EncodeDES(string data)
{
byte[] byKey = System.Text.ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(KEY_64);
byte[] byIV = System.Text.ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(IV_64);
DESCryptoServiceProvider cryptoProvider = new DESCryptoServiceProvider();
int i = cryptoProvider.KeySize;
MemoryStream ms = new MemoryStream();
CryptoStream cst = new CryptoStream(ms, cryptoProvider.CreateEncryptor(byKey, byIV), CryptoStreamMode.Write);
StreamWriter sw = new StreamWriter(cst);
sw.Write(data);
sw.Flush();
cst.FlushFinalBlock();
sw.Flush();
return Convert.ToBase64String(ms.GetBuffer(), 0, (int)ms.Length);
}
/// <summary>
/// 解密DES
/// </summary>
/// <param name="data">需要解密的字元串</param>
/// <returns>解密後的字元串</returns>
public static string DecodeDES(string data)
{
byte[] byKey = System.Text.ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(KEY_64);
byte[] byIV = System.Text.ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(IV_64);
byte[] byEnc;
try
{
byEnc = Convert.FromBase64String(data);
}
catch
{
return null;
}
DESCryptoServiceProvider cryptoProvider = new DESCryptoServiceProvider();
MemoryStream ms = new MemoryStream(byEnc);
CryptoStream cst = new CryptoStream(ms, cryptoProvider.CreateDecryptor(byKey, byIV), CryptoStreamMode.Read);
StreamReader sr = new StreamReader(cst);
return sr.ReadToEnd();
}
8. aes加密演算法是什麼意思
1、TKIP: Temporal Key Integrity Protocol(暫時密鑰集成協議)負責處理無線安全問題的加密部分,TKIP是包裹在已有WEP密碼外圍的一層「外殼」, 這種加密方式在盡可能使用WEP演算法的同時消除了已知的WEP缺點
2、AES:Advanced Encryption Standard(高級加密標准),是美國國家標准與技術研究所用於加密電子數據的規范,該演算法匯聚了設計簡單、密鑰安裝快、需要的內存空間少、在所有的平台上運行良好、支持並行處理並且可以抵抗所有已知攻擊等優點。 AES 是一個迭代的、對稱密鑰分組的密碼,它可以使用128、192 和 256 位密鑰,並且用 128 位(16位元組)分組加密和解密數據。
總而言之AES提供了比 TKIP更加高級的加密技術, 現在無線路由器都提供了這2種演算法,不過比較傾向於AES。TKIP安全性不如AES,而且在使用TKIP演算法時路由器的吞吐量會下降3成至5成,大大地影響了路由器的性能。