文章目錄
NISP-密碼學
1.密碼學發展歷程
19世紀末——古典密碼
20世紀初-1949——近代密碼
1949-1976-香農——現代密碼
1976-至今-W.Diffie和M.Hellman——公鑰密碼
2.古典密碼
概述：保持了算法本身的保密，受算法限制
缺點：
- 不適合大規模的生產
- 不適合較大或者人員變動較大的組織
- 用戶無法瞭解算法的安全性—（即用戶不知道該密碼是否已經泄露）
3.近代密碼學
概述：即在古典密碼學的基礎上採用機電代替手工
4.現代密碼學
概述：數據的安全基於密鑰而不是算法的保密
5.公鑰密碼
概述：使得發送端和接收端無密鑰的傳輸的保密通信
明文：未加密的消息
密文：加密後的消息
加密員：對明文進行加密操作的人員
截獲：非授權方（可以是人或者程序）介入系統，竊聽傳輸信息，導致信息泄露，破壞了信息的保密性。
手段：
加密：
解密：
密碼算法從密鑰的使用角度分爲：
- 對稱密碼算法
- 非對稱密碼算法
(1).對稱密碼算法
概述：
- 加密密鑰和解密密鑰相同或實質上相同，即從一個易於推出另一個
- 例如：DES，AES，3DES，IDEA
- 密鑰相對較短，一般採用128，192或者256比特
對稱加密過程：
K=K1
對稱加密優點：
- 效率高，算法簡單，開銷小
- 適合加密大量數據
- 明文長度與密文長度相等
對稱加密缺點：
- 需以安全方式交換
- 密鑰管理複雜
- 無法解決消息篡改和否認
(2).非對稱算法
概述：
- 和對稱算法相反（又叫“公鑰密碼算法”）
- 公鑰：對方公開的密鑰
- 私鑰：必須保密的密鑰
- 例如：RSA，ECC（橢圓曲線公鑰密碼算法），ELGamal
- 公鑰加密，私鑰解密；私鑰加密，公鑰解密。
- 密鑰長度：512-2048位
非對稱加密過程：
非對稱加密優點：
- 密鑰分發數目與參與者數目相同
- 安全
- 在有大量參與者的情況下，易於密鑰的管理
- 支持數字簽名和不可否認性
- 無需事先與對方建立聯繫，交換密鑰
非對稱加密的缺點：
- 速度慢，比同等強度的對稱密碼慢10倍甚至100倍
- 加密後，密文邊長
(3).混合加密過程
6.哈希函數
概述：
- 接受一個消息輸入，經過處理輸出一個固定長度的哈希值
- 又叫（雜湊函數或者單向散列函數）
- 哈希值（散列值或者消息摘要）
- 防篡改
- 例子：MD5加密
- 哈希函數是將任意有限長度的比特串映射爲固定長度的比特串
哈希函數應用過程：
- 如果哈希值Y和Y1匹配，則說明數據有效
- 如果哈希值Y和Y1不匹配，則說明數據無效，被篡改
(1).MD5算法
- 輸入：任意長度消息
- 處理：以512位數據塊爲單位處理
- 輸出：128位消息摘要
(2).SHA-1算法(安全哈希算法)
- 輸入：最大長度爲264位消息
- 處理：以512位數據塊爲單位處理
- 輸出：160位消息摘要
(3).MD5算法和SHA-1算法比較
| name | MD5 | SHA-1 |
|---|---|---|
| 散列值長度 | 128bits | 160bits |
| 安全性 | 較低 | 高 |
| 速度 | 快 | 慢 |
7.數字簽名
數字簽名的過程：
- 如果哈希值匹配，說明該數據由私鑰簽名
- 否則，則說明數據被篡改或者僞造
概述：
- 數字簽名指的是：附加在數據源上的數據，或者是對數據單元所做的密碼變換，這種數據變換能使數據單元的接收者確認數據單元來源和完整性，從而防止抵賴
- 數字簽名的應用可以保證可信性，不可重用性，數據完整性，不可僞造性，不可否認性
傳統簽名：
- 能與被籤文件在物理上不可分割
- 簽名者不能否認自己的簽名
- 簽名不能被僞造
- 容易被驗證
數字簽名：
- 能與所籤文件綁定
- 簽名者不能否認自己的簽名
- 簽名不能被僞造
- 容易被驗證