基于“对称密钥”的加密算法主要有DES、TripleDES、RC2、RC4、RC5和Blowfish等。
对称密钥:DES TripleDES算法
DES算法把64位的明文输入块变为数据长度为64位的密文输出块,其中8位为奇偶校验位,另外56位作为密码的长度。首先,DES把输入的64位数据块按位重新组合,并把输出分为L0、R0两部分,每部分各长32位,并进行前后置换,最终由L0输出左32位,R0输出右32位,根据这个法则经过16次迭代运算后,得到L16、R16,将此作为输入,进行与初始置换相反的逆置换,即得到密文输出。
DES算法具有极高的安全性,到目前为止,除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外,还没有发现更有效的办法,而56位长密钥的穷举空间为2^56,这意味着如果一台计算机的速度是每秒种检测100万个密钥,那么它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间,因此DES算法是一种很可靠的加密方法。
对称密钥:RC算法
RC4算法的原理是“搅乱”,它包括初始化算法和伪随机子密码生成算法两大部分,在初始化的过程中,密钥的主要功能是将一个256字节的初始数簇进行随机搅乱,不同的数簇在经过伪随机子密码生成算法的处理后可以得到不同的子密钥序列,将得到的子密钥序列和明文进行异或运算(XOR)后,得到密文。
由于RC4算法加密采用的是异或方式,所以,一旦子密钥序列出现了重复,密文就有可能被破解,但是目前还没有发现密钥长度达到128位的RC4有重复的可能性,所以,RC4也是目前最安全的加密算法之一。
对称密钥:BlowFish算法
BlowFish算法是一个64位分组及可变密钥长度的分组密码算法,该算法是非专利的。
BlowFish算法使用两个“盒”:pbox[18]和sbox[4256],BlowFish算法有一个核心加密函数。该函数输入64位信息,运算后以64位密文的形式输出。用BlowFish算法加密信息,需要密钥预处理和信息加密两个过程。BlowFish算法的原密钥pbox和sbox是固定的,要加密一个信息,需要选择一个key,用这个key对pbox和sbox进行变换,得到下一步信息加密所用到的key_pbox和key_sbox。
BlowFish算法解密,同样也需要密钥预处理和信息解密两个过程。密钥预处理的过程和加密时完全相同。信息解密的过程就是把信息加密过程的key_pbox逆序使用即可。
Ⅱ AI面试官:MD5、DES、RSA、AES加密
MD5加密:MD5是一种哈希算法,用于生成固定长度的哈希值。实际应用包括数据完整性验证和文件完整性检查。
DES加密:DES是早期对称密钥加密算法,用于数据加密和解密。主要应用在金融领域,如ATM机和信用卡交易。但因密钥长度较短,安全性问题日益凸显。
RSA加密:RSA是一种非对称加密算法,使用公钥加密和私钥解密。常用于数字签名和安全通信,如确保数据完整性和来源可信性。
AES加密:AES是现代对称密钥加密算法,用于保护网络通信和数据传输安全。广泛应用于安全通信、文件加密和数据库加密。
MD5与DES在安全性方面较低,容易受到攻击。RSA和AES被认为是目前较安全的加密算法。
MD5算法不适用于密码存储,其输出空间有限,容易发生碰撞攻击。DES算法因密钥长度不足已被AES取代。
RSA公钥用于加密,私钥用于解密,常应用于数字签名。例如,网站发布更新时,使用私钥生成数字签名,用户使用公钥验证签名,确保更新完整性和可信度。
AES加密用于保护数据传输和存储安全。例如,HTTPS协议下浏览器和服务器通信使用AES加密保护隐私和安全。
生成安全随机数对于加密算法至关重要。使用加密学安全的伪随机数生成器(CSPRNG)收集系统随机性源,通过复杂计算生成高质量随机数。
加密算法强度影响抵抗密码破解攻击的能力。选择加密算法时,强度需考虑。常用的AES和RSA被认为是强加密算法。
RSA加密中,公钥和私钥长度影响安全性。较长密钥长度提供更高安全性,但增加加密和解密时间。推荐使用2048位或更长的RSA密钥。
盐值(Salt)在密码存储中增加随机性,防止相同密码生成相同哈希值。使用盐值提高密码存储安全性,防止彩虹表攻击。
哈希算法在数据完整性校验、生成消息认证码(MAC)用于验证消息真实性和完整性等方面有广泛应用。
使用加密算法时,还需考虑密钥管理、随机数生成、加密模式和填充方案等其他因素。密钥泄漏可能威胁数据安全,密钥生成需使用加密学安全随机数生成器。选择合适的加密模式和填充方案对数据处理至关重要。