加密方式与加密算法的调研报告

A. 目前的数字认证和加密算法的主要技术及其应用

1. 什么是数字证书？
数字证书就是网络通讯中标志通讯各方身份信息的一系列数据，其作用类似于现实生活中的身份证。它是由一个权威机构发行的，人们可以在交往中用它来识别对方的身份。
最简单的证书包含一个公开密钥、名称以及证书授权中心的数字签名。一般情况下证书中还包括密钥的有效时间，发证机关(证书授权中心)的名称，该证书的序列号等信息，证书的格式遵循ITUT X.509国际标准。
一个标准的X.509数字证书包含以下一些内容：
证书的版本信息；
证书的序列号，每个证书都有一个唯一的证书序列号；
证书所使用的签名算法；
证书的发行机构名称，命名规则一般采用X.500格式；
证书的有效期，现在通用的证书一般采用UTC时间格式，它的计时范围为1950-2049；
证书所有人的名称，命名规则一般采用X.500格式；
证书所有人的公开密钥；
证书发行者对证书的签名。
使用数字证书，通过运用对称和非对称密码体制等密码技术建立起一套严密的身份认证系统，从而保证：信息除发送方和接收方外不被其它人窃取；信息在传输过程中不被篡改；发送方能够通过数字证书来确认接收方的身份；发送方对于自己的信息不能抵赖。
2. 为什么要使用数字证书？
由于Internet网电子商务系统技术使在网上购物的顾客能够极其方便轻松地获得商家和企业的信息，但同时也增加了对某些敏感或有价值的数据被滥用的风险。买方和卖方都必须保证在因特网上进行的一切金融交易运作都是真实可靠的，并且要使顾客、商家和企业等交易各方都具有绝对的信心，因而因特网电子商务系统必须保证具有十分可靠的安全保密技术，也就是说，必须保证网络安全的四大要素，即信息传输的保密性、数据交换的完整性、发送信息的不可否认性、交易者身份的确定性。
信息的保密性
交易中的商务信息均有保密的要求，如信用卡的帐号和用户名被人知悉，就可能被盗用，订货和付款的信息被竞争对手获悉，就可能丧失商机。因此在电子商务的信息传播中一般均有加密的要求。
交易者身份的确定性
网上交易的双方很可能素昧平生，相隔千里。要使交易成功首先要能确认对方的身份，商家要考虑客户端是不是骗子，而客户也会担心网上的商店不是一个玩弄欺诈的黑店。因此能方便而可靠地确认对方身份是交易的前提。对于为顾客或用户开展服务的银行、信用卡公司和销售商店，为了做到安全、保密、可靠地开展服务活动，都要进行身份认证的工作。对有关的销售商店来说，他们对顾客所用的信用卡的号码是不知道的，商店只能把信用卡的确认工作完全交给银行来完成。银行和信用卡公司可以采用各种保密与识别方法，确认顾客的身份是否合法，同时还要防止发生拒付款问题以及确认订货和订货收据信息等。
不可否认性
由于商情的千变万化，交易一旦达成是不能被否认的。否则必然会损害一方的利益。例如订购黄金，订货时金价较低，但收到订单后，金价上涨了，如收单方能否认受到订单的实际时间，甚至否认收到订单的事实，则订货方就会蒙受损失。因此电子交易通信过程的各个环节都必须是不可否认的。
不可修改性
由于商情的千变万化，交易一旦达成应该是不能被否认的。否则必然会损害一方的利益。例如订购黄金，订货时金价较低，但收到订单后，金价上涨了，如收单方能否认收到订单的实际时间，甚至否认收到订单的事实，则订货方就会蒙受损失。因此电子交易通信过程的各个环节都必须是不可否认的。
数字安全证书提供了一种在网上验证身份的方式。安全证书体制主要采用了公开密钥体制，其它还包括对称密钥加密、数字签名、数字信封等技术。
我们可以使用数字证书，通过运用对称和非对称密码体制等密码技术建立起一套严密的身份认证系统，从而保证：信息除发送方和接收方外不被其它人窃取；信息在传输过程中不被篡改；发送方能够通过数字证书来确认接收方的身份；发送方对于自己的信息不能抵赖。
3. 数字认证原理
数字证书采用公钥体制，即利用一对互相匹配的密钥进行加密、解密。每个用户自己设定一把特定的仅为本人所知的私有密钥（私钥），用它进行解密和签名；同时设定一把公共密钥（公钥）并由本人公开，为一组用户所共享，用于加密和验证签名。当发送一份保密文件时，发送方使用接收方的公钥对数据加密，而接收方则使用自己的私钥解密，这样信息就可以安全无误地到达目的地了。通过数字的手段保证加密过程是一个不可逆过程，即只有用私有密钥才能解密。
在公开密钥密码体制中，常用的一种是RSA体制。其数学原理是将一个大数分解成两个质数的乘积，加密和解密用的是两个不同的密钥。即使已知明文、密文和加密密钥（公开密钥），想要推导出解密密钥（私有密钥），在计算上是不可能的。按现在的计算机技术水平，要破解目前采用的1024位RSA密钥，需要上千年的计算时间。公开密钥技术解决了密钥发布的管理问题，商户可以公开其公开密钥，而保留其私有密钥。购物者可以用人人皆知的公开密钥对发送的信息进行加密，安全地传送以商户，然后由商户用自己的私有密钥进行解密。
如果用户需要发送加密数据，发送方需要使用接收方的数字证书（公开密钥）对数据进行加密，而接收方则使用自己的私有密钥进行解密，从而保证数据的安全保密性。
另外，用户可以通过数字签名实现数据的完整性和有效性，只需采用私有密钥对数据进行加密处理，由于私有密钥仅为用户个人拥有，从而能够签名文件的唯一性，即保证：数据由签名者自己签名发送，签名者不能否认或难以否认；数据自签发到接收这段过程中未曾作过任何修改，签发的文件是真实的。
4. 数字证书是如何颁发的？
数字证书是由认证中心颁发的。根证书是认证中心与用户建立信任关系的基础。在用户使用数字证书之前必须首先下载和安装。
认证中心是一家能向用户签发数字证书以确认用户身份的管理机构。为了防止数字凭证的伪造，认证中心的公共密钥必须是可靠的，认证中心必须公布其公共密钥或由更高级别的认证中心提供一个电子凭证来证明其公共密钥的有效性，后一种方法导致了多级别认证中心的出现。
数字证书颁发过程如下：用户产生了自己的密钥对，并将公共密钥及部分个人身份信息传送给一家认证中心。认证中心在核实身份后，将执行一些必要的步骤，以确信请求确实由用户发送而来，然后，认证中心将发给用户一个数字证书，该证书内附了用户和他的密钥等信息，同时还附有对认证中心公共密钥加以确认的数字证书。当用户想证明其公开密钥的合法性时，就可以提供这一数字证书。
5. 加密技术
由于数据在传输过程中有可能遭到侵犯者的窃听而失去保密信息，加密技术是电子商务采取的主要保密安全措施，是最常用的保密安全手段。加密技术也就是利用技术手段把重要的数据变为乱码（加密）传送，到达目的地后再用相同或不同的手段还原（解密）。
加密包括两个元素：算法和密钥。一个加密算法是将普通的文本（或者可以理解的信息）与一窜数字（密钥）的结合，产生不可理解的密文的步骤。密钥和算法对加密同等重要。
密钥是用来对数据进行编码和解码的一种算法。在安全保密中，可通过适当的密钥加密技术和管理机制，来保证网络的信息通讯安全。密钥加密技术的密码体制分为对称密钥体制和非对称密钥体制两种。
相应地，对数据加密的技术分为两类，即对称加密（私人密钥加密）和非对称加密（公开密钥加密）。对称加密以数据加密标准（DES，Data Encryption Standard）算法为典型代表，非对称加密通常以RSA（Rivest Shamir Ad1eman）算法为代表。对称加密的加密密钥和解密密钥相同，而非对称加密的加密密钥和解密密钥不同，加密密钥可以公开而解密密钥需要保密。

B. 几种常用数据加密算法的比较

几种对称性加密算法：AES,DES,3DES
DES是一种分组数据加密技术（先将数据分成固定长度的小数据块，之后进行加密），速度较快，适用于大量数据加密，而3DES是一种基于DES的加密算法，使用3个不同密匙对同一个分组数据块进行3次加密，如此以使得密文强度更高。
相较于DES和3DES算法而言，AES算法有着更高的速度和资源使用效率，安全级别也较之更高了，被称为下一代加密标准。
几种非对称性加密算法：RSA,DSA,ECC
RSA和DSA的安全性及其它各方面性能都差不多，而ECC较之则有着很多的性能优越，包括处理速度，带宽要求，存储空间等等。
几种线性散列算法（签名算法）：MD5,SHA1,HMAC
这几种算法只生成一串不可逆的密文，经常用其效验数据传输过程中是否经过修改，因为相同的生成算法对于同一明文只会生成唯一的密文，若相同算法生成的密文不同，则证明传输数据进行过了修改。通常在数据传说过程前，使用MD5和SHA1算法均需要发送和接收数据双方在数据传送之前就知道密匙生成算法，而HMAC与之不同的是需要生成一个密匙，发送方用此密匙对数据进行摘要处理（生成密文），接收方再利用此密匙对接收到的数据进行摘要处理，再判断生成的密文是否相同。
对于各种加密算法的选用：
由于对称加密算法的密钥管理是一个复杂的过程，密钥的管理直接决定着他的安全性，因此当数据量很小时，我们可以考虑采用非对称加密算法。
在实际的操作过程中，我们通常采用的方式是：采用非对称加密算法管理对称算法的密钥，然后用对称加密算法加密数据，这样我们就集成了两类加密算法的优点，既实现了加密速度快的优点，又实现了安全方便管理密钥的优点。
如果在选定了加密算法后，那采用多少位的密钥呢？一般来说，密钥越长，运行的速度就越慢，应该根据的我们实际需要的安全级别来选择，一般来说，RSA建议采用1024位的数字，ECC建议采用160位，AES采用128为即可。

C. 毕业设计 信息加密算法分析及在网络传输中的应用怎么做

由于网络所带来的诸多不安全因素使得网络使用者不得不采取相应的网络安全对策。为了堵塞安全漏洞和提供安全的通信服务，必须运用一定的技术来对网络进行安全建设，这已为广大网络开发商和网络用户所共识。

现今主要的网络安全技术有以下几种：

一、加密路由器(Encrypting Router)技术

加密路由器把通过路由器的内容进行加密和压缩,然后让它们通过不安全的网络进行传输,并在目的端进行解压和解密。

二、安全内核(Secured Kernel)技术

人们开始在操作系统的层次上考虑安全性,尝试把系统内核中可能引起安全性问题的部分从内核中剔除出去,从而使系统更安全。如S olaris操作系统把静态的口令放在一个隐含文件中, 使系统的安全性增强。

三、网络地址转换器(Network Address Translater)

网络地址转换器也称为地址共享器(Address Sharer)或地址映射器,初衷是为了解决IP 地址不足,现多用于网络安全。内部主机向外部主机连接时,使用同一个IP地址;相反地,外部主机要向内部主机连接时,必须通过网关映射到内部主机上。它使外部网络看不到内部网络, 从而隐藏内部网络，达到保密作用。

数据加密(Data Encryption)技术

所谓加密(Encryption)是指将一个信息(或称明文--plaintext) 经过加密钥匙(Encrypt ionkey)及加密函数转换,变成无意义的密文( ciphertext),而接收方则将此密文经过解密函数、解密钥匙(Decryti on key)还原成明文。加密技术是网络安全技术的基石。

数据加密技术要求只有在指定的用户或网络下,才能解除密码而获得原来的数据,这就需要给数据发送方和接受方以一些特殊的信息用于加解密,这就是所谓的密钥。其密钥的值是从大量的随机数中选取的。按加密算法分为专用密钥和公开密钥两种。

专用密钥,又称为对称密钥或单密钥,加密时使用同一个密钥,即同一个算法。如DES和MIT的Kerberos算法。单密钥是最简单方式,通信双方必须交换彼此密钥,当需给对方发信息时,用自己的加密密钥进行加密,而在接收方收到数据后,用对方所给的密钥进行解密。这种方式在与多方通信时因为需要保存很多密钥而变得很复杂,而且密钥本身的安全就是一个问题。

DES是一种数据分组的加密算法,它将数据分成长度为6 4位的数据块,其中8位用作奇偶校验,剩余的56位作为密码的长度。第一步将原文进行置换,得到6 4位的杂乱无章的数据组;第二步将其分成均等两段 ;第三步用加密函数进行变换,并在给定的密钥参数条件下,进行多次迭代而得到加密密文。

公开密钥,又称非对称密钥,加密时使用不同的密钥,即不同的算法,有一把公用的加密密钥,有多把解密密钥,如RSA算法。

在计算机网络中,加密可分为"通信加密"(即传输过程中的数据加密)和"文件加密"(即存储数据加密)。通信加密又有节点加密、链路加密和端--端加密3种。

①节点加密,从时间坐标来讲,它在信息被传入实际通信连接点 (Physical communication link)之前进行;从OSI 7层参考模型的坐标 (逻辑空间)来讲,它在第一层、第二层之间进行; 从实施对象来讲,是对相邻两节点之间传输的数据进行加密,不过它仅对报文加密,而不对报头加密,以便于传输路由的选择。

②链路加密(Link Encryption),它在数据链路层进行,是对相邻节点之间的链路上所传输的数据进行加密,不仅对数据加密还对报头加密。

③端--端加密(End-to-End Encryption),它在第六层或第七层进行 ,是为用户之间传送数据而提供的连续的保护。在始发节点上实施加密,在中介节点以密文形式传输,最后到达目的节点时才进行解密,这对防止拷贝网络软件和软件泄漏也很有效。

在OSI参考模型中,除会话层不能实施加密外,其他各层都可以实施一定的加密措施。但通常是在最高层上加密,即应用层上的每个应用都被密码编码进行修改,因此能对每个应用起到保密的作用,从而保护在应用层上的投资。假如在下面某一层上实施加密,如TCP层上,就只能对这层起到保护作用。

值得注意的是,能否切实有效地发挥加密机制的作用,关键的问题在于密钥的管理,包括密钥的生存、分发、安装、保管、使用以及作废全过程。

(1)数字签名

公开密钥的加密机制虽提供了良好的保密性,但难以鉴别发送者, 即任何得到公开密钥的人都可以生成和发送报文。数字签名机制提供了一种鉴别方法,以解决伪造、抵赖、冒充和篡改等问题。

数字签名一般采用不对称加密技术(如RSA),通过对整个明文进行某种变换,得到一个值,作为核实签名。接收者使用发送者的公开密钥对签名进行解密运算,如其结果为明文,则签名有效,证明对方的身份是真实的。当然,签名也可以采用多种方式,例如,将签名附在明文之后。数字签名普遍用于银行、电子贸易等。

数字签名不同于手写签字:数字签名随文本的变化而变化,手写签字反映某个人个性特征, 是不变的;数字签名与文本信息是不可分割的,而手写签字是附加在文本之后的,与文本信息是分离的。

(2)Kerberos系统

Kerberos系统是美国麻省理工学院为Athena工程而设计的,为分布式计算环境提供一种对用户双方进行验证的认证方法。

它的安全机制在于首先对发出请求的用户进行身份验证,确认其是否是合法的用户;如是合法的用户,再审核该用户是否有权对他所请求的服务或主机进行访问。从加密算法上来讲,其验证是建立在对称加密的基础上的。

Kerberos系统在分布式计算环境中得到了广泛的应用(如在Notes 中),这是因为它具有如下的特点:

①安全性高,Kerberos系统对用户的口令进行加密后作为用户的私钥,从而避免了用户的口令在网络上显示传输,使得窃听者难以在网络上取得相应的口令信息;

②透明性高,用户在使用过程中,仅在登录时要求输入口令,与平常的操作完全一样,Ker beros的存在对于合法用户来说是透明的;

③可扩展性好,Kerberos为每一个服务提供认证,确保应用的安全。

Kerberos系统和看电影的过程有些相似,不同的是只有事先在Ker beros系统中登录的客户才可以申请服务,并且Kerberos要求申请到入场券的客户就是到TGS(入场券分配服务器)去要求得到最终服务的客户。
Kerberos的认证协议过程如图二所示。

Kerberos有其优点，同时也有其缺点，主要如下：

①、Kerberos服务器与用户共享的秘密是用户的口令字,服务器在回应时不验证用户的真实性,假设只有合法用户拥有口令字。如攻击者记录申请回答报文,就易形成代码本攻击。

②、Kerberos服务器与用户共享的秘密是用户的口令字,服务器在回应时不验证用户的真实性,假设只有合法用户拥有口令字。如攻击者记录申请回答报文,就易形成代码本攻击。

③、AS和TGS是集中式管理,容易形成瓶颈,系统的性能和安全也严重依赖于AS和TGS的性能和安全。在AS和TGS前应该有访问控制,以增强AS和TGS的安全。

④、随用户数增加,密钥管理较复杂。Kerberos拥有每个用户的口令字的散列值,AS与TGS 负责户间通信密钥的分配。当N个用户想同时通信时,仍需要N*(N-1)/2个密钥

（ 3 ）、PGP算法

PGP(Pretty Good Privacy)是作者hil Zimmermann提出的方案, 从80年代中期开始编写的。公开密钥和分组密钥在同一个系统中,公开密钥采用RSA加密算法,实施对密钥的管理;分组密钥采用了IDEA算法,实施对信息的加密。

PGP应用程序的第一个特点是它的速度快,效率高;另一个显着特点就是它的可移植性出色,它可以在多种操作平台上运行。PGP主要具有加密文件、发送和接收加密的E-mail、数字签名等。

(4)、PEM算法

保密增强邮件(Private Enhanced Mail,PEM),是美国RSA实验室基于RSA和DES算法而开发的产品,其目的是为了增强个人的隐私功能, 目前在Internet网上得到了广泛的应用,专为E-mail用户提供如下两类安全服务:

对所有报文都提供诸如:验证、完整性、防抵 赖等安全服务功能; 提供可选的安全服务功能,如保密性等。

PEM对报文的处理经过如下过程:

第一步,作规范化处理:为了使PEM与MTA(报文传输代理)兼容,按S MTP协议对报文进行规范化处理;

第二步,MIC(Message Integrity Code)计算;

第三步,把处理过的报文转化为适于SMTP系统传输的格式。

身份验证技术

身份识别(Identification)是指定用户向系统出示自己的身份证明过程。身份认证(Authertication)是系统查核用户的身份证明的过程。人们常把这两项工作统称为身份验证(或身份鉴别),是判明和确认通信双方真实身份的两个重要环节。

Web网上采用的安全技术

在Web网上实现网络安全一般有SHTTP/HTTP和SSL两种方式。

（一）、SHTTP/HTTP

SHTTP/HTTP可以采用多种方式对信息进行封装。封装的内容包括加密、签名和基于MAC 的认证。并且一个消息可以被反复封装加密。此外,SHTTP还定义了包头信息来进行密钥传输、认证传输和相似的管理功能。SHTTP可以支持多种加密协议,还为程序员提供了灵活的编程环境。

SHTTP并不依赖于特定的密钥证明系统,它目前支持RSA、带内和带外以及Kerberos密钥交换。

（二）、SSL(安全套层) 安全套接层是一种利用公开密钥技术的工业标准。SSL广泛应用于Intranet和Internet 网,其产品包括由Netscape、Microsoft、IBM 、Open Market等公司提供的支持SSL的客户机和服务器,以及诸如Apa che-SSL等产品。

SSL提供三种基本的安全服务,它们都使用公开密钥技术。

①信息私密,通过使用公开密钥和对称密钥技术以达到信息私密。SSL客户机和SSL服务器之间的所有业务使用在SSL握手过程中建立的密钥和算法进行加密。这样就防止了某些用户通过使用IP packet sniffer工具非法窃听。尽管packet sniffer仍能捕捉到通信的内容, 但却无法破译。 ②信息完整性,确保SSL业务全部达到目的。如果Internet成为可行的电子商业平台,应确保服务器和客户机之间的信息内容免受破坏。SSL利用机密共享和hash函数组提供信息完整性服务。③相互认证,是客户机和服务器相互识别的过程。它们的识别号用公开密钥编码,并在SSL握手时交换各自的识别号。为了验证证明持有者是其合法用户(而不是冒名用户),SSL要求证明持有者在握手时对交换数据进行数字式标识。证明持有者对包括证明的所有信息数据进行标识以说明自己是证明的合法拥有者。这样就防止了其他用户冒名使用证明。证明本身并不提供认证,只有证明和密钥一起才起作用。 ④SSL的安全性服务对终端用户来讲做到尽可能透明。一般情况下,用户只需单击桌面上的一个按钮或联接就可以与SSL的主机相连。与标准的HTTP连接申请不同,一台支持SSL的典型网络主机接受SSL连接的默认端口是443而不是80。

当客户机连接该端口时,首先初始化握手协议,以建立一个SSL对话时段。握手结束后,将对通信加密,并检查信息完整性,直到这个对话时段结束为止。每个SSL对话时段只发生一次握手。相比之下,HTTP 的每一次连接都要执行一次握手,导致通信效率降低。一次SSL握手将发生以下事件:

1.客户机和服务器交换X.509证明以便双方相互确认。这个过程中可以交换全部的证明链,也可以选择只交换一些底层的证明。证明的验证包括:检验有效日期和验证证明的签名权限。

2.客户机随机地产生一组密钥,它们用于信息加密和MAC计算。这些密钥要先通过服务器的公开密钥加密再送往服务器。总共有四个密钥分别用于服务器到客户机以及客户机到服务器的通信。

3.信息加密算法(用于加密)和hash函数(用于确保信息完整性)是综合在一起使用的。Netscape的SSL实现方案是:客户机提供自己支持的所有算法清单,服务器选择它认为最有效的密码。服务器管理者可以使用或禁止某些特定的密码。

代理服务

在 Internet 中广泛采用代理服务工作方式, 如域名系统(DNS), 同时也有许多人把代理服务看成是一种安全性能。

从技术上来讲代理服务(Proxy Service)是一种网关功能,但它的逻辑位置是在OSI 7层协议的应用层之上。

代理(Proxy)使用一个客户程序,与特定的中间结点链接,然后中间结点与期望的服务器进行实际链接。与应用网关型防火墙所不同的是,使用这类防火墙时外部网络与内部网络之间不存在直接连接,因此 ,即使防火墙产生了问题,外部网络也无法与被保护的网络连接。

防火墙技术

(1)防火墙的概念

在计算机领域,把一种能使一个网络及其资源不受网络"墙"外"火灾"影响的设备称为"防火墙"。用更专业一点的话来讲,防火墙(FireW all)就是一个或一组网络设备(计算机系统或路由器等),用来在两个或多个网络间加强访问控制,其目的是保护一个网络不受来自另一个网络的攻击。可以这样理解,相当于在网络周围挖了一条护城河,在唯一的桥上设立了安全哨所,进出的行人都要接受安全检查。

防火墙的组成可以这样表示:防火墙=过滤器+安全策略(+网关)。

(2)防火墙的实现方式

①在边界路由器上实现;
②在一台双端口主机(al-homed host)上实现;
③在公共子网(该子网的作用相当于一台双端口主机)上实现,在此子网上可建立含有停火区结构的防火墙。

(3)防火墙的网络结构

网络的拓扑结构和防火墙的合理配置与防火墙系统的性能密切相关,防火墙一般采用如下几种结构。
①最简单的防火墙结构
这种网络结构能够达到使受保护的网络只能看到"桥头堡主机"( 进出通信必经之主机), 同时,桥头堡主机不转发任何TCP/IP通信包, 网络中的所有服务都必须有桥头堡主机的相应代理服务程序来支持。但它把整个网络的安全性能全部托付于其中的单个安全单元,而单个网络安全单元又是攻击者首选的攻击对象,防火墙一旦破坏,桥头堡主机就变成了一台没有寻径功能的路由器,系统的安全性不可靠。

②单网端防火墙结构

其中屏蔽路由器的作用在于保护堡垒主机(应用网关或代理服务) 的安全而建立起一道屏障。在这种结构中可将堡垒主机看作是信息服务器,它是内部网络对外发布信息的数据中心,但这种网络拓扑结构仍把网络的安全性大部分托付给屏蔽路由器。系统的安全性仍不十分可靠。

③增强型单网段防火墙的结构

为增强网段防火墙安全性,在内部网与子网之间增设一台屏蔽路由器,这样整个子网与内外部网络的联系就各受控于一个工作在网络级的路由器,内部网络与外部网络仍不能直接联系,只能通过相应的路由器与堡垒主机通信。

④含"停火区"的防火墙结构

针对某些安全性特殊需要, 可建立如下的防火墙网络结构。 网络的整个安全特性分担到多个安全单元, 在外停火区的子网上可联接公共信息服务器,作为内外网络进行信息交换的场所。

网络反病毒技术

由于在网络环境下,计算机病毒具有不可估量的威胁性和破坏力, 因此计算机病毒的防范也是网络安全性建设中重要的一环。网络反病毒技术也得到了相应的发展。

网络反病毒技术包括预防病毒、检测病毒和消毒等3种技术。(1) 预防病毒技术,它通过自身常驻系统内存,优先获得系统的控制权,监视和判断系统中是否有病毒存在,进而阻止计算机病毒进入计算机系统和对系统进行破坏。这类技术是:加密可执行程序、引导区保护、系统监控与读写控制(如防病毒卡)等。(2)检测病毒技术,它是通过对计算机病毒的特征来进行判断的技术,如自身校验、关键字、文件长度的变化等。(3)消毒技术,它通过对计算机病毒的分析,开发出具有删除病毒程序并恢复原文件的软件。

网络反病毒技术的实施对象包括文件型病毒、引导型病毒和网络病毒。

网络反病毒技术的具体实现方法包括对网络服务器中的文件进行频繁地扫描和监测;在工作站上采用防病毒芯片和对网络目录及文件设置访问权限等。

随着网上应用不断发展,网络技术不断应用,网络不安全因素将会不断产生，但互为依存的，网络安全技术也会迅速的发展,新的安全技术将会层出不穷，最终Internet网上的安全问题将不会阻挡我们前进的步伐！

D. 加密算法对计算机网络安全的意义和应用

可以网络啊
1，SSL协议一般用于网上支付，认证协议
2，安全会话密钥可以从密钥保管与管理，加密入手
3，加密算法对计算机网络的意义，保障网络安全通信，防止被窃听
4，应用嘛，就多了，加密算法也多，DES，RSA,3DES,MD5等，其中DES最常见

E. 信息加密技术的加密技术分析

加密就是通过密码算术对数据进行转化，使之成为没有正确密钥任何人都无法读懂的报文。而这些以无法读懂的形式出现的数据一般被称为密文。为了读懂报文，密文必须重新转变为它的最初形式--明文。而含有用来以数学方式转换报文的双重密码就是密钥。在这种情况下即使一则信息被截获并阅读，这则信息也是毫无利用价值的。而实现这种转化的算法标准，据不完全统计，到现在为止已经有近200多种。在这里，主要介绍几种重要的标准。按照国际上通行的惯例，将这近200种方法按照双方收发的密钥是否相同的标准划分为两大类：一种是常规算法（也叫私钥加密算法或对称加密算法），其特征是收信方和发信方使用相同的密钥，即加密密钥和解密密钥是相同或等价的。比较着名的常规密码算法有：美国的DES及其各种变形，比如3DES、GDES、New DES和DES的前身Lucifer； 欧洲的IDEA；日本的FEAL N、LOKI?91、Skipjack、RC4、RC5以及以代换密码和转轮密码为代表的古典密码等。在众多的常规密码中影响最大的是DES密码，而最近美国NIST（国家标准与技术研究所）推出的AES将有取代DES的趋势，后文将作出详细的分析。常规密码的优点是有很强的保密强度，且经受住时间的检验和攻击，但其密钥必须通过安全的途径传送。因此，其密钥管理成为系统安全的重要因素。另外一种是公钥加密算法（也叫非对称加密算法）。其特征是收信方和发信方使用的密钥互不相同，而且几乎不可能从加密密钥推导解密密钥。比较着名的公钥密码算法有：RSA、背包密码、McEliece密码、Diffe Hellman、Rabin、Ong Fiat Shamir、零知识证明的算法、椭圆曲线、EIGamal算法等等⑷。最有影响的公钥密码算法是RSA，它能抵抗到目前为止已知的所有密码攻击，而最近势头正劲的ECC算法正有取代RSA的趋势。公钥密码的优点是可以适应网络的开放性要求，且密钥管理问题也较为简单，尤其可方便的实现数字签名和验证。但其算法复杂，加密数据的速率较低。尽管如此，随着现代电子技术和密码技术的发展，公钥密码算法将是一种很有前途的网络安全加密体制。这两种算法各有其短处和长处，在下面将作出详细的分析。 在私钥加密算法中，信息的接受者和发送者都使用相同的密钥，所以双方的密钥都处于保密的状态，因为私钥的保密性必须基于密钥的保密性，而非算法上。这在硬件上增加了私钥加密算法的安全性。但同时我们也看到这也增加了一个挑战：收发双方都必须为自己的密钥负责，这种情况在两者在地理上分离显得尤为重要。私钥算法还面临这一个更大的困难，那就是对私钥的管理和分发十分的困难和复杂，而且所需的费用十分的庞大。比如说，一个n个用户的网络就需要派发n(n-1)/2个私钥，特别是对于一些大型的并且广域的网络来说，其管理是一个十分困难的过程，正因为这些因素从而决定了私钥算法的使用范围。而且，私钥加密算法不支持数字签名，这对远距离的传输来说也是一个障碍。另一个影响私钥的保密性的因素是算法的复杂性。现今为止，国际上比较通行的是DES、3DES以及最近推广的AES。
数据加密标准（Data Encryption Standard）是IBM公司1977年为美国政府研制的一种算法。DES是以56 位密钥为基础的密码块加密技术。它的加密过程一般如下：
① 一次性把64位明文块打乱置换。
② 把64位明文块拆成两个32位块；
③ 用机密DES密钥把每个32位块打乱位置16次；
④ 使用初始置换的逆置换。
但在实际应用中，DES的保密性受到了很大的挑战，1999年1月，EFF和分散网络用不到一天的时间，破译了56位的DES加密信息。DES的统治地位受到了严重的影响，为此，美国推出DES的改进版本-- 三重加密（triple Data Encryption Standard）即在使用过程中，收发双方都用三把密钥进行加解密，无疑这种3*56式的加密方法大大提升了密码的安全性，按现在的计算机的运算速度，这种破解几乎是不可能的。但是我们在为数据提供强有力的安全保护的同时，也要化更多的时间来对信息进行三次加密和对每个密层进行解密。同时在这种前提下，使用这种密钥的双发都必须拥有3个密钥，如果丢失了其中任何一把，其余两把都成了无用的密钥。这样私钥的数量一下又提升了3倍，这显然不是我们想看到的。于是美国国家标准与技术研究所推出了一个新的保密措施来保护金融交易。高级加密标准（Advanced Encryption Standard）美国国家技术标准委员会(NIST)在2000年10月选定了比利时的研究成果Rijndael作为AES的基础。Rijndael是经过三年漫长的过程，最终从进入候选的五种方案中挑选出来的。
AES内部有更简洁精确的数学算法,而加密数据只需一次通过。AES被设计成高速，坚固的安全性能，而且能够支持各种小型设备。AES与3DES相比，不仅是安全性能有重大差别，使用性能和资源有效利用上也有很大差别。虽然到现在为止，我还不了解AES的具体算法但是从下表可以看出其与3DES的巨大优越性。
还有一些其他的一些算法，如美国国家安全局使用的飞鱼（Skipjack）算法，不过它的算法细节始终都是保密的，所以外人都无从得知其细节类容；一些私人组织开发的取代DES的方案：RC2、RC4、RC5等。 面对在执行过程中如何使用和分享密钥及保持其机密性等问题，1975年Whitefield Diffe和Marti Hellman提出了公开的密钥密码技术的概念，被称为Diffie-Hellman技术。从此公钥加密算法便产生了。
由于采取了公共密钥，密钥的管理和分发就变得简单多了，对于一个n个用户的网络来说，只需要2n个密钥便可达到密度。同时使得公钥加密法的保密性全部集中在及其复杂的数学问题上，它的安全性因而也得到了保证。但是在实际运用中，公共密钥加密算法并没有完全的取代私钥加密算法。其重要的原因是它的实现速度远远赶不上私钥加密算法。又因为它的安全性，所以常常用来加密一些重要的文件。自公钥加密问世以来，学者们提出了许多种公钥加密方法，它们的安全性都是基于复杂的数学难题。根据所基于的数学难题来分类，有以下三类系统目前被认为是安全和有效的：大整数因子分解系统(代表性的有RSA)、椭圆曲线离散对数系统(ECC)和离散对数系统 (代表性的有DSA)，下面就作出较为详细的叙述。
RSA算法是由罗纳多·瑞维斯特（Rivet）、艾迪·夏弥尔（Shamir）和里奥纳多·艾德拉曼（Adelman）联合推出的，RAS算法由此而得名。它的安全性是基于大整数素因子分解的困难性，而大整数因子分解问题是数学上的着名难题，至今没有有效的方法予以解决，因此可以确保RSA算法的安全性。RSA系统是公钥系统的最具有典型意义的方法，大多数使用公钥密码进行加密和数字签名的产品和标准使用的都是RSA算法。它得具体算法如下：
① 找两个非常大的质数，越大越安全。把这两个质数叫做P和Q。
② 找一个能满足下列条件得数字E：
A． 是一个奇数。
B． 小于P×Q。
C． 与（P－1）×（Q－1）互质，只是指E和该方程的计算结果没有相同的质数因子。
③ 计算出数值D，满足下面性质：（（D×E）－1）能被（P－1）×（Q－1）整除。
公开密钥对是（P×Q，E）。
私人密钥是D。
公开密钥是E。
解密函数是：
假设T是明文，C是密文。
加密函数用公开密钥E和模P×Q；
加密信息=（TE）模P×Q。
解密函数用私人密钥D和模P×Q；
解密信息=（CD）模P×Q。
椭圆曲线加密技术（ECC）是建立在单向函数（椭圆曲线离散对数）得基础上，由于它比RAS使用得离散对数要复杂得多。而且该单向函数比RSA得要难，所以与RSA相比，它有如下几个优点：
安全性能更高 加密算法的安全性能一般通过该算法的抗攻击强度来反映。ECC和其他几种公钥系统相比，其抗攻击性具有绝对的优势。如160位 ECC与1024位 RSA有相同的安全强度。而210位 ECC则与2048bit RSA具有相同的安全强度。
计算量小，处理速度快 虽然在RSA中可以通过选取较小的公钥（可以小到3）的方法提高公钥处理速度，即提高加密和签名验证的速度，使其在加密和签名验证速度上与ECC有可比性，但在私钥的处理速度上（解密和签名），ECC远比RSA、DSA快得多。因此ECC总的速度比RSA、DSA要快得多。
存储空间占用小 ECC的密钥尺寸和系统参数与RSA、DSA相比要小得多，意味着它所占的存贮空间要小得多。这对于加密算法在IC卡上的应用具有特别重要的意义。
带宽要求低 当对长消息进行加解密时，三类密码系统有相同的带宽要求，但应用于短消息时ECC带宽要求却低得多。而公钥加密系统多用于短消息，例如用于数字签名和用于对对称系统的会话密钥传递。带宽要求低使ECC在无线网络领域具有广泛的应用前景。
ECC的这些特点使它必将取代RSA，成为通用的公钥加密算法。比如SET协议的制定者已把它作为下一代SET协议中缺省的公钥密码算法。

F. 试比较对称加密算法与非对称加密算法在应用中的优缺点传统密码体制与公钥密码体制的优缺点

1、对称加密算法

优点

加解密的高速度和使用长密钥时的难破解性。

缺点

对称加密算法的安全性取决于加密密钥的保存情况，但要求企业中每一个持有密钥的人都保守秘密是不可能的，他们通常会有意无意的把密钥泄漏出去。如果一个用户使用的密钥被入侵者所获得，入侵者便可以读取该用户密钥加密的所有文档，如果整个企业共用一个加密密钥，那整个企业文档的保密性便无从谈起。

2、非对称加密算法

优点

非对称密钥体制有两种密钥，其中一个是公开的，这样就可以不需要像对称密码那样传输对方的密钥了。这样安全性就大了很多。

缺点

算法强度复杂、安全性依赖于算法与密钥但是由于其算法复杂，而使得加密解密速度没有对称加密解密的速度快。

3、传统密码体制

优点

由于DES加密速度快，适合加密较长的报文。

缺点

通用密钥密码体制的加密密钥和解密密钥是通用的，即发送方和接收方使用同样密钥的密码体制。

4、公钥密码体制

优点

RSA算法的加密密钥和加密算法分开，使得密钥分配更为方便。

RSA算法解决了大量网络用户密钥管理的难题。

缺点

RSA的密钥很长，加密速度慢。

(6)加密方式与加密算法的调研报告扩展阅读

W.Diffie和M.Hellman 1976年在IEEE Trans.on Information刊物上发表了“ New Direction in Cryptography”文章，提出了“非对称密码体制即公开密钥密码体制”的概念，开创了密码学研究的新方向。

在通用密码体制中，得到广泛应用的典型算法是DES算法。DES是由“转置”方式和“换字”方式合成的通用密钥算法，先将明文（或密文）按64位分组，再逐组将64位的明文（或密文），用56位（另有8位奇偶校验位，共64位）的密钥，经过各种复杂的计算和变换，生成64位的密文（或明文），该算法属于分组密码算法。

G. 数据在网络上传输为什么要加密现在常用的数据加密算法主要有哪些

数据传输加密技术的目的是对传输中的数据流加密，通常有线路加密与端—端加密两种。线路加密侧重在线路上而不考虑信源与信宿，是对保密信息通过各线路采用不同的加密密钥提供安全保护。

端—端加密指信息由发送端自动加密，并且由TCP/IP进行数据包封装，然后作为不可阅读和不可识别的数据穿过互联网，当这些信息到达目的地，将被自动重组、解密，而成为可读的数据。

数据存储加密技术的目的是防止在存储环节上的数据失密，数据存储加密技术可分为密文存储和存取控制两种。前者一般是通过加密算法转换、附加密码、加密模块等方法实现；后者则是对用户资格、权限加以审查和限制，防止非法用户存取数据或合法用户越权存取数据。

常见加密算法

1、DES（Data Encryption Standard）：对称算法，数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合；

2、3DES（Triple DES）：是基于DES的对称算法，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高；

3、RC2和RC4：对称算法，用变长密钥对大量数据进行加密，比 DES 快；

4、IDEA（International Data Encryption Algorithm）国际数据加密算法，使用 128 位密钥提供非常强的安全性；

5、RSA：由 RSA 公司发明，是一个支持变长密钥的公共密钥算法，需要加密的文件块的长度也是可变的，非对称算法； 算法如下：

首先, 找出三个数，p，q，r，其中 p，q 是两个不相同的质数，r 是与 (p-1)(q-1) 互为质数的数。

p，q，r这三个数便是 private key。接着，找出 m，使得 rm == 1 mod (p-1)(q-1).....这个 m 一定存在，因为 r 与 (p-1)(q-1) 互质，用辗转相除法就可以得到了。再来，计算 n = pq.......m，n 这两个数便是 public key。

6、DSA（Digital Signature Algorithm）：数字签名算法，是一种标准的 DSS（数字签名标准），严格来说不算加密算法；

7、AES（Advanced Encryption Standard）：高级加密标准，对称算法，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高，在21世纪AES 标准的一个实现是 Rijndael 算法。

8、BLOWFISH，它使用变长的密钥，长度可达448位，运行速度很快；

9、MD5：严格来说不算加密算法，只能说是摘要算法；

对MD5算法简要的叙述可以为：MD5以512位分组来处理输入的信息，且每一分组又被划分为16个32位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四个32位分组组成，将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。

(7)加密方式与加密算法的调研报告扩展阅读

数据加密标准

传统加密方法有两种，替换和置换。上面的例子采用的就是替换的方法：使用密钥将明文中的每一个字符转换为密文中的一个字符。而置换仅将明文的字符按不同的顺序重新排列。单独使用这两种方法的任意一种都是不够安全的，但是将这两种方法结合起来就能提供相当高的安全程度。

数据加密标准（Data Encryption Standard，简称DES）就采用了这种结合算法，它由IBM制定，并在1977年成为美国官方加密标准。

DES的工作原理为：将明文分割成许多64位大小的块，每个块用64位密钥进行加密，实际上，密钥由56位数据位和8位奇偶校验位组成，因此只有56个可能的密码而不是64个。

每块先用初始置换方法进行加密，再连续进行16次复杂的替换，最后再对其施用初始置换的逆。第i步的替换并不是直接利用原始的密钥K，而是由K与i计算出的密钥Ki。

DES具有这样的特性，其解密算法与加密算法相同，除了密钥Ki的施加顺序相反以外。

参考资料来源：网络-加密算法

参考资料来源：网络-数据加密

H. 数据加密技术及其相关算法

数据加密技术 所谓数据加密（Data Encryption）技术是指将一个信息（或称明文，plain text）经过加密钥匙（Encryption key）及加密函数转换，变成无意义的密文（cipher text），而接收方则将此密文经过解密函数、解密钥匙（Decryption key）还原成明文。加密技术是网络安全技术的基石。
数据加密技术要求只有在指定的用户或网络下，才能解除密码而获得原来的数据，这就需要给数据发送方和接受方以一些特殊的信息用于加解密，这就是所谓的密钥。其密钥的值是从大量的随机数中选取的。按加密算法分为专用密钥和公开密钥两种。
专用密钥，又称为对称密钥或单密钥，加密和解密时使用同一个密钥，即同一个算法。如DES和MIT的Kerberos算法。单密钥是最简单方式，通信双方必须交换彼此密钥，当需给对方发信息时，用自己的加密密钥进行加密，而在接收方收到数据后，用对方所给的密钥进行解密。当一个文本要加密传送时，该文本用密钥加密构成密文，密文在信道上传送，收到密文后用同一个密钥将密文解出来，形成普通文体供阅读。在对称密钥中，密钥的管理极为重要，一旦密钥丢失，密文将无密可保。这种方式在与多方通信时因为需要保存很多密钥而变得很复杂，而且密钥本身的安全就是一个问题。
对称密钥是最古老的，一般说“密电码”采用的就是对称密钥。由于对称密钥运算量小、速度快、安全强度高，因而目前仍广泛被采用。
DES是一种数据分组的加密算法，它将数据分成长度为64位的数据块，其中8位用作奇偶校验，剩余的56位作为密码的长度。第一步将原文进行置换，得到64位的杂乱无章的数据组；第二步将其分成均等两段；第三步用加密函数进行变换，并在给定的密钥参数条件下，进行多次迭代而得到加密密文。
公开密钥，又称非对称密钥，加密和解密时使用不同的密钥，即不同的算法，虽然两者之间存在一定的关系，但不可能轻易地从一个推导出另一个。有一把公用的加密密钥，有多把解密密钥，如RSA算法。
非对称密钥由于两个密钥（加密密钥和解密密钥）各不相同，因而可以将一个密钥公开，而将另一个密钥保密，同样可以起到加密的作用。
在这种编码过程中，一个密码用来加密消息，而另一个密码用来解密消息。在两个密钥中有一种关系，通常是数学关系。公钥和私钥都是一组十分长的、数字上相关的素数（是另一个大数字的因数）。有一个密钥不足以翻译出消息，因为用一个密钥加密的消息只能用另一个密钥才能解密。每个用户可以得到唯一的一对密钥，一个是公开的，另一个是保密的。公共密钥保存在公共区域，可在用户中传递，甚至可印在报纸上面。而私钥必须存放在安全保密的地方。任何人都可以有你的公钥，但是只有你一个人能有你的私钥。它的工作过程是：“你要我听你的吗？除非你用我的公钥加密该消息，我就可以听你的，因为我知道没有别人在偷听。只有我的私钥（其他人没有）才能解密该消息，所以我知道没有人能读到这个消息。我不必担心大家都有我的公钥，因为它不能用来解密该消息。”
公开密钥的加密机制虽提供了良好的保密性，但难以鉴别发送者，即任何得到公开密钥的人都可以生成和发送报文。数字签名机制提供了一种鉴别方法，以解决伪造、抵赖、冒充和篡改等问题。
数字签名一般采用非对称加密技术（如RSA），通过对整个明文进行某种变换，得到一个值，作为核实签名。接收者使用发送者的公开密钥对签名进行解密运算，如其结果为明文，则签名有效，证明对方的身份是真实的。当然，签名也可以采用多种方式，例如，将签名附在明文之后。数字签名普遍用于银行、电子贸易等。
数字签名不同于手写签字：数字签名随文本的变化而变化，手写签字反映某个人个性特征，是不变的；数字签名与文本信息是不可分割的，而手写签字是附加在文本之后的，与文本信息是分离的。
值得注意的是，能否切实有效地发挥加密机制的作用，关键的问题在于密钥的管理，包括密钥的生存、分发、安装、保管、使用以及作废全过程。

I. 校验参数的加密方式及算法

您好：
1、常用密钥算法 ：
密钥算法用来对敏感数据、摘要、签名等信息进行加密，常用的密钥算法包括：
DES（Data Encryption Standard）：数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合； 3DES（Triple DES）：是基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高；
RC2和 RC4：用变长密钥对大量数据进行加密，比 DES 快；
IDEA（International Data Encryption Algorithm）国际数据加密算法，使用 128 位密钥提供非常强的安全性；
RSA：由 RSA 公司发明，是一个支持变长密钥的公共密钥算法，需要加密的文件快的长度也是可变的；
DSA（Digital Signature Algorithm）：数字签名算法，是一种标准的 DSS（数字签名标准）；
AES（Advanced Encryption Standard）：高级加密标准，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高，目前 AES 标准的一个实现是 Rijndael 算法；
BLOWFISH，它使用变长的密钥，长度可达448位，运行速度很快；
其它算法，如ElGamal、Deffie-Hellman、新型椭圆曲线算法ECC等。
2、单向散列算法 ：
单向散列函数一般用于产生消息摘要，密钥加密等，常见的有：
MD5（Message Digest Algorithm 5）：是RSA数据安全公司开发的一种单向散列算法，MD5被广泛使用，可以用来把不同长度的数据块进行暗码运算成一个128位的数值；
SHA（Secure Hash Algorithm）这是一种较新的散列算法，可以对任意长度的数据运算生成一个160位的数值；
MAC（Message Authentication Code）：消息认证代码，是一种使用密钥的单向函数，可以用它们在系统上或用户之间认证文件或消息。HMAC（用于消息认证的密钥散列法）就是这种函数的一个例子。
CRC（Cyclic Rendancy Check）：循环冗余校验码，CRC校验由于实现简单，检错能力强，被广泛使用在各种数据校验应用中。占用系统资源少，用软硬件均能实现，是进行数据传输差错检测地一种很好的手段（CRC 并不是严格意义上的散列算法，但它的作用与散列算法大致相同，所以归于此类）。
3、其它数据算法 ：
其它数据算法包括一些常用编码算法及其与明文（ASCII、Unicode 等）转换等，如 Base 64、Quoted Printable、EBCDIC 等。

J. 数据加密技术的研究进展

第60届Intel ISEF英特尔国际科学与工程大奖赛将于2009年5月10日到15日在美国内华达州雷诺市举行。自2000年开始，中国科学技术协会在英特尔（中国）有限公司的赞助下，组织中国学生参加一年一度在美国举行的英特尔国际科学与工程大奖赛（Intel ISEF）总决赛。在过去的9年里，共计208名中国大陆学生参与了137个项目的竞赛并赢得了142个奖项，其中包括2004 年获得的一项Intel ISEF顶级奖项 “英特尔基金会青少年科学精英奖”。在2008年的大赛上，来自北京，上海，广东，福建，四川，吉林，辽宁，云南，天津和山西的23名少年英才，带着17个项目参与角逐，最终取得了14个奖项，包括一个工程学科的特等奖和一等奖。英特尔于2007、2008年两次邀请了中国教育部代表团观摩Intel ISEF，并参加教育家论坛，与全球教育家共同探讨科学教育和青少年创新人才培养的问题。以下是往届中国获奖参赛项目介绍：
在信息技术飞速发展的今天，数据加密越来越受到重视。当下，加密技术已经十分成熟，然而大部分加密算法要靠复杂的数学方法保证加密的强度。受到玩具魔方的启发后，我研发出一种用魔方变换提供加密强度的算法——魔方流密码算法。该算法的不同之处在于：算法的主体是一个包含很多数据的虚拟魔方，通过魔方变换改变其中的数据，在每轮变换结束后，会得到全新的数据，即为当前加（解）密运算的密钥。
对该算法的进一步实验发现：主密钥长度不影响执行速度；密钥流的伪随机性良好；密钥生成过程有很好的混乱和扩散。而且，算法的C语言实现程序资源占用很少，速度较快。算法的多项指标都达到了实际应用的标准。