十分钟读懂加密技术----对称加密技术
计算机科学中的密码技术
计算机科学中的密码技术密码技术是计算机科学中至关重要的一个领域。
它可以预防数据泄漏，保护机密信息，并且有效的防止网络攻击。
本文将从三个方面介绍计算机科学中的密码技术：对称加密、非对称加密以及哈希函数。
一、对称加密对称加密是一种加密方式，其中加密和解密都使用相同的密钥。
这意味着需要安全分发密钥来保护加密数据并防止未经授权的访问。
对称加密算法通常分为分组密码和流密码两种类型。
分组密码将明文分为块，并使用相同的密钥加密每个块，从而生成密文。
这些块可以是比特序列或者是更大的块。
分组密码算法中比较常见的有DES（数据加密标准），Triple-DES，AES（高级加密标准）等。
流密码则通过加密明文和随机密钥序列的异或运算来生成密文。
这种密码算法可以被看作是分组密码的一种变体，其中块是一位比特。
流密码算法中比较常见的有RC4，ChaCha20等。
二、非对称加密非对称加密是一种公钥加密技术。
这里需要两个密钥：公钥和私钥。
公钥是公开的，并且任何人都可以使用它来加密消息。
相反，解密消息需要私钥，这个私钥只能由接收方持有。
这种加密方式的一种优点是可以避免安全分发密钥的问题，但是会增加加密和解密的计算量。
非对称加密算法比较常见的有RSA（可扩展的加密算法）和椭圆曲线加密算法（ECC）。
三、哈希函数哈希函数是一种将任意长度的输入映射为固定长度的输出的函数。
这个输出通常称为散列值或者数字指纹。
哈希函数的一个主要特性是当输入数据发生变化时，输出结果必须发生变化。
散列值用于验证数据的完整性，它通常用于数字签名和消息认证码（MAC）等方面。
SHA-1和MD5是最常使用的哈希函数之一。
但是最近关于它们的安全问题已经被发现，因此人们更常使用SHA-256、SHA-384和SHA-512等更多安全的哈希算法。
结论密码学技术是计算机科学的研究，包括对称加密算法、非对称加密算法和哈希函数。
现代密码学可以帮助数据保持安全，并且保证保密性和完整性，从而预防数据泄露和网络攻击。
对称加密算法的概念
对称密码算法有时又叫传统密码算法，就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来，反过来也成立。
在大多数对称算法中，加密解密密钥是相同的。
这些算法也叫秘密密钥算法或单密钥算法，它要求发送者和接收者在安全通信之前，商定一个密钥。
对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加密解密。
只要通信需要保密，密钥就必须保密。
对称算法的加密和解密表示为：Ek(M)=CDk(C)=M对称算法可分为两类[8]。
一次只对明文中的单个位（有时对字节）运算的算法称为序列算法或序列密码。
另一类算法是对明文的一组位进行运算，这些位组称为分组，相应的算法称为分组算法或分组密码。
现代计算机密码算法的典型分组长度为64位――这个长度大到足以防止分析破译，但又小到足以方便作用。
这种算法具有如下的特性：Dk(Ek(M))=M常用的采用对称密码术的加密方案有5个组成部分（如图3所示）：l）明文：原始信息。
2)加密算法：以密钥为参数，对明文进行多种置换和转换的规则和步骤，变换结果为密文。
3)密钥：加密与解密算法的参数，直接影响对明文进行变换的结果。
4)密文：对明文进行变换的结果。
5)解密算法：加密算法的逆变换，以密文为输入、密钥为参数，变换结果为明文。
对称密码术的优点在于效率高（加／解密速度能达到数十兆／秒或更多），算法简单，系统开销小，适合加密大量数据。
尽管对称密码术有一些很好的特性，但它也存在着明显的缺陷，包括：l）迸行安全通信前需要以安全方式进行密钥交换。
这一步骤，在某种情况下是可行的，但在某些情况下会非常困难，甚至无法实现。
2)规模复杂。
举例来说，A与B两人之间的密钥必须不同于A和C两人之间的密钥，否则给B的消息的安全性就会受到威胁。
在有1000个用户的团体中，A需要保持至少999个密钥（更确切的说是1000个，如果她需要留一个密钥给他自己加密数据）。
对于该团体中的其它用户，此种倩况同样存在。
这样，这个团体一共需要将近50万个不同的密钥！推而广之，n个用户的团体需要N2/2个不同的密钥。
网络传输中数据安全及加密技术
网络传输中数据安全及加密技术网络传输中的数据安全和加密技术在当今数字化时代非常重要。
随着网络的快速发展和普及，各种敏感信息（例如个人身份信息、银行账号、医疗记录等）都被传输到网络中。
保护这些数据的安全性至关重要，以防止黑客、身份盗窃者和其他潜在的恶意用户入侵和滥用。
数据安全指的是保护信息免受未经授权的访问、使用、修改或删除。
加密技术是在数据传输过程中应用的最常见的安全措施之一。
加密是将数据转换为一种形式，使得只有授权用户才能理解其内容，而无权访问的个人则无法阅读或理解。
有许多加密技术可供选择，下面将介绍几种常见的加密技术。
1. 对称加密：对称加密是指使用相同的密钥进行加密和解密。
发送方使用密钥将数据加密，接收方使用相同的密钥将数据解密。
这种方法的优点是速度快且计算开销较低，但其缺点是密钥需要在发送方和接收方之间共享，存在被攻击者窃取密钥的风险。
3. 哈希函数：哈希函数将数据转换为固定长度的散列值。
即使输入数据的长度不同，输出散列值的长度也是相同的。
哈希函数的主要用途是验证数据的完整性，即确认数据是否被修改。
常见的哈希函数包括MD5、SHA-1和SHA-256等。
4. 数字证书：数字证书用于验证网络通信中的身份和加密数据。
数字证书是由可信的第三方机构颁发的文件，其中包含了公钥和相关的身份信息。
通过验证数字证书，用户可以确认数据传输的目标是合法和可信的。
上述提到的加密技术通常会结合使用，以提高数据的安全性。
数据发送方可以使用非对称加密算法来加密对称密钥，然后使用对称加密算法来加密实际数据。
这种组合加密技术的方法既能确保数据传输的安全性，又能提高处理速度。
在网络传输中，数据安全和加密技术起着关键的作用。
它们可以确保敏感信息的机密性、完整性和真实性。
随着技术的不断进步，保护数据的需求也在不断演变，研究和应用新的加密技术将变得更加重要。
对称加密及公钥加密算法的原理
对称加密及公钥加密算法的原理
对称加密算法的原理：
对称加密算法是一种加密技术，它使用相同的密钥来加密和解密数据。
这意味着在发送数据之前，发送方和接收方必须协商并共享一个密钥。
常见的对称加密算法包括DES、3DES、AES等。
对称加密算法的过程如下：
1. 发送方使用共享的密钥对明文进行加密。
2. 加密后的数据通过网络传输到接收方。
3. 接收方使用相同的共享密钥对收到的数据进行解密。
由于对称加密算法使用相同的密钥进行加解密，因此需要确保该密钥
不能被未经授权的人获取。
否则，攻击者可以轻松地获取并解析所有
传输的数据。
公钥加密算法的原理：
公钥加密算法是一种非对称加密技术，它使用两个不同但相关联的键来进行加解密操作：公钥和私钥。
公钥可以向任何人公开，而私钥只能由其所有者持有。
常见的公钥加密算法包括RSA、DSA等。
公钥加密算法的过程如下：
1. 接收方生成一对公私秘钥，并将其公开发布出去（例如将自己生成好的公匙上传到服务器）。
2. 发送方使用接收方的公钥对明文进行加密。
3. 加密后的数据通过网络传输到接收方。
4. 接收方使用自己的私钥对收到的数据进行解密。
公钥加密算法中，发送方和接收方不需要共享相同的密钥，因为加密和解密使用不同的键。
由于私钥只能由其所有者持有，因此攻击者无法轻易地获取私钥并解析传输的数据。
总体来说，对称加密算法适用于需要高效加解密操作且安全性要求不是特别高的场景；而公钥加密算法适用于需要更高安全性要求、通信双方不互相认识或无法通过其他方式共享秘钥等场景。
对称加密技术名词解释
对称加密技术名词解释
对称加密是一种加密技术，它使用同一个密钥进行加密和解密。
在对称加密中，发送方将明文和密钥作为输入，通过一系列的加密算法，将明文转换为密文。
然后，接收方使用相同的密钥和相同的算法对密文进行解密，以恢复原始的明文。
对称加密的优点包括速度快和计算效率高。
由于加密和解密使用相同的密钥，它的计算成本相对较低。
然而，对称加密的主要缺点是密钥的传输和管理问题。
发送方和接收方必须在通信之前共享密钥，这可能存在风险，例如被拦截或被泄露。
为解决密钥传输和管理的问题，一种常见的做法是使用非对称加密与对称加密相结合。
非对称加密使用一对密钥，即公钥和私钥。
发送方使用接收方的公钥对明文进行加密，接收方使用自己的私钥对密文进行解密。
这样，密钥不需要传输，只需要保护好私钥即可。
在实际应用中，对称加密通常用于加密大量数据，因为它的速度快。
常见的对称加密算法包括DES、3DES、AES等。
总结而言，对称加密是一种使用相同密钥进行加密和解密的加密技术。
它的优点是速度快和计算效率高，但需要解决密钥传输和管理的问题。
与非对称加密结合使用可以提高安全性。
什么是对称加密？
什么是对称加密？对称加密是一种常见的加密算法，也被称为私钥加密。
该加密方式使用相同的密钥来进行加密和解密操作。
在保护信息安全方面，对称加密发挥着重要的作用。
下面，将对对称加密的原理、应用场景和优势进行详细的科普介绍。
一、对称加密的原理对称加密的原理是使用同一密钥对数据进行加密和解密。
加密过程中，将明文数据通过密钥进行变换，生成密文数据；而在解密过程中，将密文数据通过相同的密钥进行逆变换，恢复成明文数据。
对称加密算法具有高效性和可靠性的特点，其安全性依赖于密钥的保护。
1.1 加密过程（1）明文数据输入：对称加密中，需要输入明文数据，明文数据可以是文本、图片、视频等等。
（2）密钥生成：在对称加密中，密钥是非常重要的一部分。
密钥可以通过算法生成，通常需要保证密钥的安全性。
（3）加密算法执行：通过加密算法，将明文数据和密钥进行处理，生成密文数据。
1.2 解密过程（1）密文数据输入：解密过程中，需要输入密文数据。
（2）密钥生成：与加密过程相同，需要生成相同的密钥。
（3）解密算法执行：通过解密算法，将密文数据和密钥进行处理，恢复成明文数据。
二、对称加密的应用场景对称加密在各种应用场景中都有广泛的应用。
下面列举了几个典型的应用场景。
2.1 网络通信保密在网络通信过程中，对称加密可以保证通信数据的保密性。
通过在通信双方事先共享密钥，可以在数据传输的过程中进行加密和解密操作，防止敏感信息被窃取。
2.2 文件存储加密对称加密也可以用于文件存储过程中。
通过对文件进行加密操作，即使文件被他人获取，也无法轻易解密其中的内容。
2.3 数据库安全对称加密还广泛应用于数据库安全领域。
在数据库存储敏感数据时，可以使用对称加密算法对数据进行加密，保证数据的安全性。
三、对称加密的优势对称加密作为一种常见且成熟的加密方式，具有以下几个优势。
3.1 高效性对称加密算法的加解密速度非常快，适用于大数据量的加密需求。
相对于其他加密算法，对称加密具有明显的优势。
无线网络加密教程：全面掌握加密技术(十)
无线网络加密教程：全面掌握加密技术随着无线网络的普及和应用，人们对网络安全的需求也越来越高。
而无线网络的加密技术，就是保障网络安全的一项重要手段。
本文将围绕无线网络加密展开，为您介绍一些常用的加密技术以及它们的原理和使用方法。
一、加密技术的意义和目的加密技术是指将原始数据通过一定的算法转化为密文，以达到保护数据安全的目的。
在无线网络中，加密技术可以用来保护无线传输过程中的数据不被窃取或篡改，确保数据的机密性和完整性。
通过采用适当的加密技术，可以有效地提高无线网络的安全性，防止黑客和不法分子对网络进行攻击。
二、对称加密技术对称加密技术是一种常见的加密技术，其特点是加密和解密使用相同的密钥。
在对称加密中，数据在发送时使用密钥进行加密，而在接收时使用同样的密钥进行解密。
这种技术的优点是加密速度快，但缺点是密钥传输容易被窃取。
三、非对称加密技术非对称加密技术是近年来发展起来的一种新型加密技术。
与对称加密技术不同，非对称加密技术使用一对密钥进行加密和解密，其中一个是公钥，另一个是私钥。
公钥可以自由分发，而私钥需要严格保密。
这种技术的优点是密钥传输安全，但缺点是加解密过程相对复杂，速度较慢。
四、常用的加密协议在无线网络中，加密技术主要通过各种加密协议来实现。
其中，WEP（Wired Equivalent Privacy）协议是早期使用的一种加密协议，使用了对称加密技术。
然而，由于其漏洞和安全性不足，现在已经被淘汰。
相比之下，WPA（Wi-Fi Protected Access）协议是一种更为安全和先进的加密协议，使用了更复杂的加密算法和密钥管理方案。
而WPA2协议则是WPA的升级版，进一步加强了安全性。
目前，WPA2已成为无线网络中应用最广泛的加密协议，可以有效地保护无线网络不受攻击。
五、加密技术的设置和使用无线网络加密技术的设置和使用涉及到路由器和设备端的配置。
一般来说，路由器需要支持相应的加密协议，用户需要登录路由器后台管理界面进行设置。
常见对称加密算法
常见对称加密算法1、对称加密算法1.1 定义对称加密算法是应⽤较早的加密算法，技术成熟。
在对称加密算法中，数据发信⽅将明⽂（）和加密（mi yue）⼀起经过特殊加密算法处理后，使其变成复杂的加密密⽂发送出去。
收信⽅收到密⽂后，若想解读原⽂，则需要使⽤加密⽤过的及相同算法的逆算法对密⽂进⾏解密，才能使其恢复成可读明⽂。
在对称加密算法中，使⽤的只有⼀个，发收信双⽅都使⽤这个密钥对数据进⾏加密和解密，这就要求解密⽅事先必须知道加密密钥。
1.2 优缺点优点：算法公开、计算量⼩、加密速度快、加密效率⾼。
缺点：（1）交易双⽅都使⽤同样钥匙，安全性得不到保证。
（2）每对⽤户每次使⽤对称加密算法时，都需要使⽤其他⼈不知道的惟⼀钥匙，这会使得发收信双⽅所拥有的钥匙数量呈⼏何级数增长，成为⽤户的负担。
对称加密算法在分布式⽹络系统上使⽤较为困难，主要是因为困难，使⽤成本较⾼。
1.3 常⽤对称加密算法基于“”的加密算法主要有DES、3DES（TripleDES）、AES、RC2、RC4、RC5和Blowfish等。
本⽂只介绍最常⽤的对称加密算法DES、3DES（TripleDES）和AES。
2、DES2.1 概述DES算法全称为Data Encryption Standard，即数据加密算法，它是IBM公司于1975年研究成功并公开发表的。
DES算法的⼊⼝参数有三个：Key、Data、Mode。
其中Key为8个字节共64位，是DES算法的⼯作密钥；Data也为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode 为DES的⼯作⽅式,有两种：加密或解密。
2.2 算法原理DES算法把64位的明⽂输⼊块变为64位的密⽂输出块，它所使⽤的密钥也是64位，其算法主要分为两步：（1）初始置换其功能是把输⼊的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，其置换规则为将输⼊的第58位换到第⼀位，第50位换到第2位......依此类推,最后⼀位是原来的第7位。
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十分钟读懂加密技术（一）----对称加密技术
加密技术包括加密和解密两个运算过程。
加密是指将特定可读的信息或数据（明文）转化为不可读的内容（密文）的过程，这个过程一般需要算法和密钥两个元素，具体过程对于不同的加密技术来说有所不同。
解密是加密过程的逆运算，是将不可读的密文恢复为明文的过程，这个过程也需要密钥的参与。
加密技术依据加密过程和解密过程使用的密钥是否一致可以分为两类：对称加密和非对称加密，也称私钥加密和公钥加密。
本文主要介绍对称加密技术。
一、对称加密技术的原理
对称加密（私钥加密），顾名思义，即加密和解密两个过程使用的密钥相同。
双方（或多方）使用相同的密钥来对需要传递的信息或数据进行加密或解密以构建一个信息通道从而达到交流传输的目的。
如下图所示，如果Alice想要通过互联网发送信息给Bob，但是又怀疑互联网不是一个安全的信息通道，很可能存在第三方恶意机构会拦截她发送的信息。
利用对称加密技术，Alice可以用她事先和Bob商量好的密钥先对要发送的消息进行加密，把消息转化为不可读的密文，再将密文通过互联网发送给Bob。
这样即使被第三方拦截，得到的也只是密文，难以解读Alice原本要发送的消息。
在Bob接收到密文后，再使用与Alice一致的密钥对密文进行解密，将密文恢复到明文。
而当Bob想发送消息给Alice时，他的做法也是一样。
在这个消息传递中，只要恶意机构无法得到Alice和Bob使用的密钥，那么便无法轻松地对密文进行解密，这种加密技术就是安全的。
图1 对称加密技术
二、早期的对称加密技术
早期的加密技术都是对称加密技术，最早1可以追溯到古希腊时期斯巴达城使用的斯巴达密码棒（Scytale ）2。
到了古罗马时期，出现了非常著名的凯撒密码（CaesarCipher ）。
斯巴达密码棒是古希腊时期斯巴达城邦主要运用的一种加密工具。
其原理是利用木棍对信息字母进行简单地位移，只有将写有信息的长条皮革缠绕在特定直径的木棍上时，才能阅读出信件的真实信息，否则只是一堆无意义的字母组合。
凯撒密码与斯巴达密码棒的原理基本相同，也是对原信息进行简单的数位偏移，将明文转化为密文的加密方式。
比如偏移数位是3，那么字母A 就被替换为字母D ，以此类推。
这种加密方式据说最早是用于凯撒和将军之间的交流。
1有关于密码学的历史发展，参见Kahn D 在1996年出版的“The Codebreakers ”。
该书全面介绍了从4000年前到20世纪有关密码学的重大发展事件。
2
Kelly T. The myth of the skytale[J]. Cryptologia, 1998, 22(3):244-260. 加密 解密
Key
Alice Bob
737909666C0288596DBF116
A10DDF14ACE3078D70F7134
E325EFBC497272F6BA
三、现代社会的对称加密技术
到了现代社会，根据著名信息理论学家Claude Shannon 提出的理论，加密算法都是基于以下两种思想：一是混淆(Confusion)，即尽可能使得密钥与密文之间的关系模糊。
二是扩散(Diffusion)，即隐藏明文的统计属性，将一个明文符号的影响尽可能扩散到多个密文符号中。
现代社会的著名对称加密算法，DES(Data Encryption Standard)就充分地应用了上述的两种思想。
DES 在1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS ），并授权在非密级政府通信中使用，随后该算法在国际上广泛流传开来。
DES 使用的密钥长度是56位，而明文长度是固定的64位。
在其算法中，首先将明文的数据进行初始置换，对64位的数据按位重新组合。
之后，对置换后的明文进行16轮加密，这个加密过程解释起来相对比较复杂。
简单来说，就是将置换后的明文分成左右两部分（L,R ），每一轮的L 和R 由上一轮的L 和R 决定，其中下一轮的L 就是上一轮的R ，而下一轮的R 则由上一轮的L 、R 、密钥以及一个特殊函数共同决定。
最后再将经16轮加密完后的数据进行逆初始置换，得到密文：
图2 DES 加密结构
DES 的解密过程与其加密过程在本质上是完全相同的，只需要将之前执行的加密过程的反向运算一遍。
初始置换
16轮加密 逆初始置换 明文
密文
密钥
四、对称加密技术的缺陷
除了DES之外，其他常用的对称加密算法还有3DES、TDEA、Blowfish、RC2、RC4、RC5、IDEA、SKIPJACK、AES等。
对称加密技术的优点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。
但是从安全性的角度考虑，对称加密技术存在着几项缺陷：
●密钥分享。
在安全加密的信息通道建立前，无法相信其他媒介未加密的
通道。
用户之间难以安全地分享密钥，特别是在用户之间距离较远的情
况下。
●密钥储存。
各用户的密钥都是相同的，如果其中一个用户出现问题，密
钥会被第三方利用来发送不利于通道的信息或者获取用户的隐私信息，
可能都会对整个信息通道造成严重威胁。
●消息验证。
对称加密无法对发送的消息或数据进行签名认证，因此无法
确认消息或数据是否真正来自于特定发送方。
安全性方面的缺陷使得对称加密技术慢慢被淘汰，而另外一种加密技术：非对称加密技术慢慢登上历史舞台。