密碼學算法及應用（二）

密碼學六元組

• - 明文
• - 密文
• - 加密算法
• - 解密算法
• - 加密祕鑰
• - 解密祕鑰

    其中加密算法和解密算法一般都是公開的，只有公開的算法才能被驗證是安全的。不要試圖開發自己的保密加密算法，一旦算法泄露，加密體系就崩潰了。所以加密時要選用公開的算法。

    機密性完全依賴於祕鑰的安全性，祕鑰泄露了，就無安全可言了，密文可以被截獲，加解密算法都是公開的，對於破譯者來說，算法不是祕密，關鍵是拿到密碼本。

加密算法的分類

• 對稱加密（傳統加密算法） -- 加解密祕鑰相同
• 非對稱加密（公鑰加密算法）--加解密祕鑰不同

JAVA

JDK對密碼學算法的支持基本都位於下面兩個包中

• -- javax.security
• -- javax.crypto

java怎樣使用上述算法請百度

對稱加密算法

• DES (Data Encryption Standard)
• 3DES (Triple DES)
• AES (Advanced Encryption Standard)

    3DES是DES和AES之間的一個過渡

對稱算法特點

• 加解密過程是互逆的
• 加減密算法使用置換和移位

algorithm	key length	security	speed
DES	56	可被窮舉破解	快
3DES	112或168	較高	慢
AES	128、192、256	暫時還未被破解	快

祕鑰長度越長，窮舉破解的難度就越大
安全性是相對而言的，隨着計算機性能的提升和雲計算的發展，安全算法的破解也會成爲可能

AES
祕鑰長度：128、192、256 （JDK默認只能使用128，如需使用更長的祕鑰，需要從Oracle官網下載對應擴展包）

對稱加密的最新標準
安全性高（暫時沒有被破解）、加密效率高
推薦使用
AES擴展包

非對稱加密算法（公鑰加密算法）

常用算法

• RSA
• DH
• EIGamal

加減密算法使用的是函數運算，更爲複雜，只介紹比較常用的RSA和DH。

公鑰密碼體系
每個人都有兩個祕鑰：PublicKey，PrivateKey
公鑰公開給別人用，私鑰自己保管好不可泄露
用途
通信加密：公鑰加密，私鑰解密
數字簽名：私鑰加密，公鑰解密
通信模型

爲什麼需要公鑰密碼體系
在互聯網環境下，對稱祕鑰的配送需要安全保證
非對稱密鑰還可以做數字簽名

優缺點
優點：解決了祕鑰配送的安全問題
缺點：運算複雜，加密效率低

RSA算法

• 由MIT的3位學者提出，取每個人姓氏的第一個字母爲算法命名
• 祕鑰長度：512-65536（JDK默認是1024）
• 算法的本質：兩個大素數的乘積分解問題
• 目前是不可破解的

DH算法

• DH是一種祕鑰交換算法
• 用於通信雙方生成相同的對稱密碼

具體過程如下

                  

                             

兩類算法的關係

相互補充，而不是後者取代前者

algorithm	key exchange	encryption speed
AES	不安全	快
RSA	安全	慢

使用非對稱算法來交換祕鑰（甲乙雙方產生相同對稱祕鑰）

使用對稱算法加密數據

二者結合使用即安全又高效 比如：HTTPS