常用加密算法概述、比较及使用场景说明

我会带着你远行 2022-05-09 05:20 383阅读 0赞

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 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:84px;"> 加密算法 </td> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:250px;"> 概要介绍 </td> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:400px;"> 算法简要描述 </td> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:300px;"> 优缺点 </td> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:100px;"> 破解方式 </td> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:100px;"> 使用场景 </td> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:80px;"> &nbsp;安全性 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:84px;"> DES </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:171px;"> 1，对称加密； 2，数据分组（64位）用秘钥（64位，其中56位有效，8位校验）行加密； 3，算法公开，对秘钥保护； </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:283px;"> 1，根据用户输入取得一个64位秘钥，然后进行等分、移位、选取和迭代形成一套16个加密秘钥，分别提供每轮运算使用； 2，对64位明文分组M进行操作，M经过初期置换IP，置换为m0，将m0分为左右各32位长，并进行16轮相同的运算（迭代），每轮运算都和相应的秘钥结合； 3，在每一轮中，密码位移位，从秘钥的56位中选出48位，通过一个扩展置换将数据右半边扩展成48位，并通过异或操作替代成新的48位，压缩至32位，并通过一个异或与左半边结合，其结果为右半边，原来的右半边称为左半边，该操作执行16次； 4，经过16轮迭代，左右部分合在一起进行一个末置换（数据整理），完成加密过程； 5，解密算法适用同样此算法。 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:134px;"> 优点： 算法公开、计算量小、加密速度快、效率高； 缺点： 1，如果双方都持有秘钥，安全无法保证； 2，秘钥安全保护成本高，管理困难； </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:59px;"> 暴力破解、穷举 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:74px;"> 普通数据加密 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:55px;"> 低 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:84px;"> 3DES（DESede） </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:171px;"> 1，三重des加密算法； 2，每个数据块用三次des加密； 3，是des想aes过渡的加密算法； 3，对称加密； </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:283px;"> 加密过程：C=Ek3(Dk2(Ek1(P))) 解密过程：P=Dk1(Ek2(Dk3(C))) </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:134px;"> 同上 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:59px;"> 难度大 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:74px;"> 同上 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:55px;"> 较高 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:84px;"> AES </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:171px;"> 1，对称加密； 2，基于排列置换； 3，软硬件实现； 4，分组密码体制； 5，取代原来的DES； </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:283px;"> 1，对数据进行128位（16字节）进行分组加密，每次对一组数据加密需要多轮； 2，输入秘钥长度为：128、192、256，如果不够则补齐； 3，加密基本流程： 1），生成各轮的扩展秘钥，存在key数组中，包含用户输入秘钥和扩展秘钥； 2），待加密数组与第一组秘钥异或； 3），最后一轮前的变换操作： SubBytes（state）&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;对数据进行S字节变换 ShiftRows（state）&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 进行行变换 MixColumns(state)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 进行列混合变换 AddRoundKey(state, Keys[ 当前轮密钥组] )&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 与当前轮的密钥进行异或 4），最后一轮变换操作 invShiftRows（state） 进行反行变换 invSubBytes（state）&nbsp; 对数据进行反S字节变换 AddRoundKey(state, Keys[ 第一组] ) 与第一组密钥进行异或 4，解密流程： 与加密相反 5，分组模式 1），ECB 优点：简单、并行计算、误差不会传递； 缺点：不能隐藏明文模式、可能对明文主动攻击； 2），CBC（密码分组链接） 优点：不容易主动攻击，安全性好于ECB，适合传输较长报文，是SSL，IPSec的标准； 缺点：不利于并行计算、误差传递、需要初始化向量； 3），CFB（密码反馈模式） 优点：隐藏明文模式、分组密码转化为流模式、可以及时加密传送小分组的数据； 缺点：不利于并行计算、误差传递、唯一的IV； 4），OFB 优点：隐藏明文、分组密码转化流模式、可以及时加密传送小分组的数据 缺点：不利于并行计算、最明文产生主动攻击、误差传递； 5），CTR（技术模式） 优点：并行计算、简化仅要求实现加密算法而无需解密算法、无填充可高效作为流程加密 4，常用填充方式 NoPadding-不填充 ZerosPadding-0填充 PKCS5Padding-每个填充都记录了填充的总数 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:134px;"> 优点： 1，分组模式选择多，加密安全； 缺点： 1，同DES类似，密码管理都是问题； </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:59px;"> 暴漏过线性密码攻击、查封密码攻击，难度大 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:74px;"> 同上 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:55px;"> 较高 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:84px;"> BASE64 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:171px;"> 1，64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法； 2，算法简单； </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:283px;"> 1，64个字符标示：A-Z、a-z、0-9、+/； 2，BASE64的单元为6bit，也即是3个字节=4个此单元； 3，源数据依次去除3个字节并进行计算并参照64个字符输出直至完成。 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:134px;"> 优点：简单； 缺点：不适合做复杂加密 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:59px;"> 简单 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:74px;"> 1，二进制转换为字符； 2，http协议中方便把二进制数据转换完放到URL或隐藏域中 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:55px;"> 低 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:84px;"> MD5 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:171px;"> 1，信息摘要算法； 2，压缩性：任意长度的数据，算出固定长度； 2，容易计算：从原数据计算md5很容易； 3，抗修改性：对原数据修改1个字节，md5值变化都很大； 4，强碰撞性，找一个具有相同md5值得数据（伪造）比较困难； 5，不可逆； </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:283px;"> 1，按照512位分组处理，每一个分组分为16个32位子分组，处理后输出4个32位分组组成，将这4个分组级联后生成128位散列值，详细算法省略； 2，算法改进 MD5加密后值有16位和32位之分，分别为： MD5 = LCase(WordToHex(a) &amp; WordToHex(b) &amp; WordToHex(c) &amp; WordToHex(d)) &nbsp;32位 MD5=LCase(WordToHex(b) &amp; WordToHex(c)) 16位 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:134px;"> 优点：简单、伪造难 缺点：潜在的冲突 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:59px;"> 有破解的案例 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:74px;"> 1，登录密码保护； 2，文件防止篡改； 3，HTTP传输内容加密防篡改； 4，数字签名； </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:55px;"> 较高 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:84px;"> RSA </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:171px;"> 1，非对称加密； 2，密钥长度决定了其复杂度； 3，简单原理：公钥加密私钥解密，私钥做签名公钥公钥解密验证； </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:283px;"> 1，随意选择两个大的质数p和q，p不等于q，计算N=pq； 2， 根据欧拉函数，求得r = (p-1)(q-1) ； 3，选择一个小于 r 的整数 e，求得 e 关于模 r 的模反元素，命名为d。（模反元素存在，当且仅当e与r互质） 4，将 p 和 q 的记录销毁。 (N,e)是公钥，(N,d)是私钥 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:134px;"> 优点：原理简单； 缺点：产生密钥麻烦，受到素数产生技术的限制，因此难做到一次一密； 分组长度太大，不利于数据格式标准化； </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:59px;"> 难度大 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:74px;"> 1，数字签名； 2，公钥加密； 3，防止数据篡改； 4，通讯领域较多； </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:55px;"> 高 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#dddddd;vertical-align:top;width:84px;"> SHA1 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:171px;"> 1，消息摘要算法； 2，签名算法、数据完整性； 3，算法不可逆； 4，消息算法：512 补位； 5，sha256，sha384，sha512 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:283px;"> 把原始信息变换成位（二进制）字符串，5个步骤计算： 1），补位：消息满足长度在对512取模后余数是448，否则补位； 2），补长度：原始数据长度补到补位操作的后面，若果大于512，补成512倍数； 3），使用常量； 4），相关的函数； 5），计算消息摘要； 对于SHA256,SHA384,SHA512。用相似的办法来计算消息摘要。对消息进行补位的算法完全是一样的。 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:134px;"> 优点：保密性强 缺点：效率相比低 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:59px;"> 难度大 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:74px;"> 1，数字签名； 2，数据完整性； </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:55px;"> 高 </td> 
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