非对称加密和对称加密

非对称加密和对称加密在加密和解密过程、加密解密速度、传输的安全性上都有所不同,具体介绍如下:

1、加密和解密过程不同

对称加密过程和解密过程使用的同一个密钥,加密过程相当于用原文+密钥可以传输出密文,同时解密过程用密文-密钥可以推导出原文。但非对称加密采用了两个密钥,一般使用公钥进行加密,使用私钥进行解密。

2、加密解密速度不同

对称加密解密的速度比较快,适合数据比较长时的使用。非对称加密和解密花费的时间长、速度相对较慢,只适合对少量数据的使用。


3、传输的安全性不同

对称加密的过程中无法确保密钥被安全传递,密文在传输过程中是可能被第三方截获的,如果密码本也被第三方截获,则传输的密码信息将被第三方破获,安全性相对较低。

非对称加密算法中私钥是基于不同的算法生成不同的随机数,私钥通过一定的加密算法推导出公钥,但私钥到公钥的推导过程是单向的,也就是说公钥无法反推导出私钥。所以安全性较高。

一、对称加密算法

     指加密和解密使用相同密钥的加密算法。对称加密算法用来对敏感数据等信息进行加密,常用的算法包括DES、3DES、AES、DESX、Blowfish、、RC4、RC5、RC6。

     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。

     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;

二、非对称加密算法

      指加密和解密使用不同密钥的加密算法,也称为公私钥加密。假设两个用户要加密交换数据,双方交换公钥,使用时一方用对方的公钥加密,另一方即可用自己的私钥解密。常见的非对称加密算法:RSA、DSA(数字签名用)、ECC(移动设备用)、Diffie-Hellman、El Gamal。

        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;

        DSA(Digital Signature Algorithm):数字签名算法,是一种标准的 DSS(数字签名标准);

        ECC(Elliptic Curves Cryptography):椭圆曲线密码编码学。

ECC和RSA相比,在许多方面都有对绝对的优势,主要体现在以下方面:

(1)抗攻击性强。相同的密钥长度,其抗攻击性要强很多倍。

(2)计算量小,处理速度快。ECC总的速度比RSA、DSA要快得多。

(3)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。

(4)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。带宽要求低使ECC在无线网络领域具有广泛的应用前景。


三、散列算法(Hash算法---单向加密算法)

散列是信息的提炼,通常其长度要比信息小得多,且为一个固定长度。加密性强的散列一定是不可逆的,这就意味着通过散列结果,无法推出任何部分的原始信息。任何输入信息的变化,哪怕仅一位,都将导致散列结果的明显变化,这称之为雪崩效应。散列还应该是防冲突的,即找不出具有相同散列结果的两条信息。具有这些特性的散列结果就可以用于验证信息是否被修改。

Hash算法:特别的地方在于它是一种单向算法,用户可以通过Hash算法对目标信息生成一段特定长度的唯一的Hash值,却不能通过这个Hash值重新获得目标信息。因此Hash算法常用在不可还原的密码存储、信息完整性校验等。

单向散列函数一般用于产生消息摘要,密钥加密等,常见的Hash算法:MD2、MD4、MD5、HAVAL、SHA、SHA-1、HMAC、HMAC-MD5、HMAC-SHA1。

       MD5(Message Digest Algorithm 5):是RSA数据安全公司开发的一种单向散列算法,非可逆,相同的明文产生相同的密文。

       SHA(Secure Hash Algorithm):可以对任意长度的数据运算生成一个160位的数值;

       SHA-1与MD5的比较

因为二者均由MD4导出,SHA-1和MD5彼此很相似。相应的,他们的强度和其他特性也是相似,但还有以下几点不同:

(1)对强行供给的安全性:最显著和最重要的区别是SHA-1摘要比MD5摘要长32 位。使用强行技术,产生任何一个报文使其摘要等于给定报摘要的难度对MD5是2^(128)数量级的操作,而对SHA-1则是2^(160)数量级的操作。这样,SHA-1对强行攻击有更大的强度。

(2)对密码分析的安全性:由于MD5的设计,易受密码分析的攻击,SHA-1显得不易受这样的攻击。

速度:在相同的硬件上,SHA-1的运行速度比MD5慢。


四、 加密算法的选择

1.由于非对称加密算法的运行速度比对称加密算法的速度慢很多,当我们需要加密大量的数据时,建议采用对称加密算法,提高加解密速度。

2.对称加密算法不能实现签名,因此签名只能非对称算法。

3.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。

4.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。

         那采用多少位的密钥呢?

         RSA建议采用1024位的数字,ECC建议采用160位,AES采用128为即可。

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