对称加密和非对称加密

左手的ㄟ右手 2022-08-08 17:35 372阅读 0赞

(一)对称加密(Symmetric Cryptography)

对称加密是最快速、最简单的一种加密方式,加密(encryption)与解密(decryption)用的是同样的密钥(secret key)。对称加密有很多种算法,由于它效率很高,所以被广泛使用在很多加密协议的核心当中。

对称加密通常使用的是相对较小的密钥,一般小于256 bit。因为密钥越大,加密越强,但加密与解密的过程越慢。如果你只用1 bit来做这个密钥,那黑客们可以先试着用0来解密,不行的话就再用1解;但如果你的密钥有1 MB大,黑客们可能永远也无法破解,但加密和解密的过程要花费很长的时间。密钥的大小既要照顾到安全性,也要照顾到效率,是一个trade-off。

2000年10月2日,美国国家标准与技术研究所(NIST—American National Institute of Standards and Technology)选择了Rijndael算法作为新的高级加密标准(AES—Advanced Encryption Standard)。.NET中包含了Rijndael算法,类名叫RijndaelManaged,下面举个例子。

加密过程:

复制代码

  1. private string myData = "hello";
  2. private string myPassword = "OpenSesame";
  3. private byte[] cipherText;
  4. private byte[] salt = { 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x5, 0x4, 0x3, 0x2, 0x1, 0x0 };
  5. private void mnuSymmetricEncryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
  6. {
  7. var key = new Rfc2898DeriveBytes(myPassword, salt);
  8. // Encrypt the data.
  9. var algorithm = new RijndaelManaged();
  10. algorithm.Key = key.GetBytes(16);
  11. algorithm.IV = key.GetBytes(16);
  12. var sourceBytes = new System.Text.UnicodeEncoding().GetBytes(myData);
  13. using (var sourceStream = new MemoryStream(sourceBytes))
  14. using (var destinationStream = new MemoryStream())
  15. using (var crypto = new CryptoStream(sourceStream, algorithm.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Read))
  16. {
  17. moveBytes(crypto, destinationStream);
  18. cipherText = destinationStream.ToArray();
  19. }
  20. MessageBox.Show(String.Format("Data:{0}{1}Encrypted and Encoded:{2}", myData, Environment.NewLine, Convert.ToBase64String(cipherText)));
  21. }
  22. private void moveBytes(Stream source, Stream dest)
  23. {
  24. byte[] bytes = new byte[2048];
  25. var count = source.Read(bytes, 0, bytes.Length);
  26. while (0 != count)
  27. {
  28. dest.Write(bytes, 0, count);
  29. count = source.Read(bytes, 0, bytes.Length);
  30. }
  31. }

复制代码

解密过程:

复制代码

  1. private void mnuSymmetricDecryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
  2. {
  3. if (cipherText == null)
  4. {
  5. MessageBox.Show("Encrypt Data First!");
  6. return;
  7. }
  8. var key = new Rfc2898DeriveBytes(myPassword, salt);
  9. // Try to decrypt, thus showing it can be round-tripped.
  10. var algorithm = new RijndaelManaged();
  11. algorithm.Key = key.GetBytes(16);
  12. algorithm.IV = key.GetBytes(16);
  13. using (var sourceStream = new MemoryStream(cipherText))
  14. using (var destinationStream = new MemoryStream())
  15. using (var crypto = new CryptoStream(sourceStream, algorithm.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))
  16. {
  17. moveBytes(crypto, destinationStream);
  18. var decryptedBytes = destinationStream.ToArray();
  19. var decryptedMessage = new UnicodeEncoding().GetString(
  20. decryptedBytes);
  21. MessageBox.Show(decryptedMessage);
  22. }
  23. }

复制代码

对称加密的一大缺点是密钥的管理与分配,换句话说,如何把密钥发送到需要解密你的消息的人的手里是一个问题。在发送密钥的过程中,密钥有很大的风险会被黑客们拦截。现实中通常的做法是将对称加密的密钥进行非对称加密,然后传送给需要它的人。

#

(二)非对称加密(Asymmetric Cryptography)

非对称加密为数据的加密与解密提供了一个非常安全的方法,它使用了一对密钥,公钥(public key)和私钥(private key)。私钥只能由一方安全保管,不能外泄,而公钥则可以发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密,而解密则需要另一个密钥。比如,你向银行请求公钥,银行将公钥发给你,你使用公钥对消息加密,那么只有私钥的持有人—银行才能对你的消息解密。与对称加密不同的是,银行不需要将私钥通过网络发送出去,因此安全性大大提高。

目前最常用的非对称加密算法是RSA算法,是Rivest, Shamir, 和Adleman于1978年发明,他们那时都是在MIT。.NET中也有RSA算法,请看下面的例子:

加密过程:

复制代码

  1. private byte[] rsaCipherText;
  2. private void mnuAsymmetricEncryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
  3. {
  4. var rsa = 1;
  5. // Encrypt the data.
  6. var cspParms = new CspParameters(rsa);
  7. cspParms.Flags = CspProviderFlags.UseMachineKeyStore;
  8. cspParms.KeyContainerName = "My Keys";
  9. var algorithm = new RSACryptoServiceProvider(cspParms);
  10. var sourceBytes = new UnicodeEncoding().GetBytes(myData);
  11. rsaCipherText = algorithm.Encrypt(sourceBytes, true);
  12. MessageBox.Show(String.Format("Data: {0}{1}Encrypted and Encoded: {2}",
  13. myData, Environment.NewLine,
  14. Convert.ToBase64String(rsaCipherText)));
  15. }

复制代码

解密过程:

复制代码

  1. private void mnuAsymmetricDecryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
  2. {
  3. if(rsaCipherText==null)
  4. {
  5. MessageBox.Show("Encrypt First!");
  6. return;
  7. }
  8. var rsa = 1;
  9. // decrypt the data.
  10. var cspParms = new CspParameters(rsa);
  11. cspParms.Flags = CspProviderFlags.UseMachineKeyStore;
  12. cspParms.KeyContainerName = "My Keys";
  13. var algorithm = new RSACryptoServiceProvider(cspParms);
  14. var unencrypted = algorithm.Decrypt(rsaCipherText, true);
  15. MessageBox.Show(new UnicodeEncoding().GetString(unencrypted));
  16. }

复制代码

虽然非对称加密很安全,但是和对称加密比起来,它非常的慢,所以我们还是要用对称加密来传送消息,但对称加密所使用的密钥我们可以通过非对称加密的方式发送出去。为了解释这个过程,请看下面的例子:

(1) Alice需要在银行的网站做一笔交易,她的浏览器首先生成了一个随机数作为对称密钥。

(2) Alice的浏览器向银行的网站请求公钥。

(3) 银行将公钥发送给Alice。

(4) Alice的浏览器使用银行的公钥将自己的对称密钥加密。

(5) Alice的浏览器将加密后的对称密钥发送给银行。

(6) 银行使用私钥解密得到Alice浏览器的对称密钥。

(7) Alice与银行可以使用对称密钥来对沟通的内容进行加密与解密了。

image\_thumb3

(三)总结

(1) 对称加密加密与解密使用的是同样的密钥,所以速度快,但由于需要将密钥在网络传输,所以安全性不高。

(2) 非对称加密使用了一对密钥,公钥与私钥,所以安全性高,但加密与解密速度慢。

(3) 解决的办法是将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密,然后发送出去,接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥,然后双方可以使用对称加密来进行沟通。

发表评论

表情:
评论列表 (有 0 条评论,372人围观)

还没有评论,来说两句吧...

相关阅读

    相关 加密算法-对称加密&对称加密

    加密算法是一种将明文转换为密文的算法,以保护数据的机密性和安全性。加密算法通常分为两种类型:对称加密算法和非对称加密算法。 1. 对称加密算法:指加密和解密使用相同密钥的算

    相关 对称加密对称加密

    1.明文 明文指的是未被加密过的原始数据。 2.密文 明文被某种加密算法加密之后,会变成密文,从而确保原始数据的安全。 密文也可以被解密,得到原

    相关 对称加密对称加密

    对称加密与非对称加密 对称加密算法 简介 > 加密和解密用到的密钥是相同的,这种加密方式加密速度非常快,适合经常发送数据的场合。缺点是密钥的传输比较麻烦。常

    相关 对称加密对称加密

    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