常用加密算法

常用加密算法

关贞雨

2022 年 09 月 25 日

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杂七杂八

一、常见加密算法

1、对称加密算法

对称加密算法也叫共享密钥加密算法、单密钥加密算法。采用单密钥的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，即解密算法为加密算法的逆运算。（因此知道加密算法后也就知道了解密算法）

衡量对称加密算法的优劣取决于其密钥的长度，密钥越长，破解需要测试的密钥就越多，破解这种算法的难度就越大。其安全性取决于是否有未经授权的人获取了对称密钥。

DES：基于使用56位密钥的对称算法，速度较快，适用于加密大量数据的场合。但是目前DES已经不是一种安全的加密方法，主要因为它使用的56位密钥过短。
3DES算法：三重数据加密算法，基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高，解决因计算机运算能力的增强，DES容易被暴力破解的问题。
AES算法：又称Rijndael加密法，用来替代DES，速度快，安全级别高，支持128、192、256、512位密钥的加密。
RC-5算法：是一种因简洁著称的对称分组加密算法，它是参数可变的分组密码算法，三个可变的参数是：分组大小、密钥大小和加密轮数。在此算法中使用了三种运算：异或、加和循环。
IDEA算法：是在DES算法的基础上发展出来的，类似于三重DES，主要弥补DES密钥太短等缺点。IDEA的密钥为128位。
Blowfish算法：一个64位分组及可变密钥长度的对称密钥分组密码算法，可用来加密64比特长度的字符串，该算法具有加密速度快、紧凑、密钥长度可变、可免费使用等特点，并且当前为止没有发现有效地破解方法。

2、非对称加密算法

非对称加密算法又叫公开密钥算法。采用的是公钥和私钥相结合的加密方法。公钥和私钥是两个完全不同的密钥，一个用于加密，一个用于解密。同时这两个密钥在数学上是关联的。即解密算法不是加密算法的逆算法，因此在知道了加密算法后也无法知道解密算法，保证了安全性。

RSA算法：公钥加密，私钥解密，对极大整数做因数分解的难度决定了RSA算法的可靠性，到目前为止，世界上还没有任何可靠的攻击RSA算法的方式。只要其钥匙的长度足够长，用RSA加密的信息实际上是不能被解破的。
Rabin算法：基于费马小定理的大素数检测算法。
El Gamal算法：是一个基于迪菲-赫尔曼密钥交换的非对称加密算法。其安全性依赖于计算有限域上离散对数这一难题
椭圆曲线算法（ECC）：是一种基于椭圆曲线数学的公开密钥加密算法。椭圆曲线算法是代替RSA的强有力的竞争者，有如下特点：安全性能更高，如160位ECC与1024位RSA、DSA有相同的安全强度；计算量小，处理速度快，在私钥的处理速度上远比RSA快得多；存储空间占用小，ECC的密钥尺寸和系统参数与RSA相比要小得多，所以占用的存储空间小得多；带宽要求低，使得ECC具有广泛的应用前景。

3、数字摘要算法

又称哈希算法、散列算法，是一种单向算法，它通过对数据内容进行散列得到一个固定长度的密文信息（信息是任意长度，而摘要是定长）。即用户可以通过哈希算法对目标信息生成一段特定长度的唯一的Hash值，却不能通过这个Hash值重新获得目标信息。该算法不可逆。

数字摘要算法不可逆，是因为在计算过程中原文的部分信息是丢失了的，所以无法从一个Hash值推导出原值的（举个不一定恰当的例子，1+9，我们可以推导出结果是10，但是却无法从10推导出原文为1+9，因为部分信息的丢失，导致还有其它的可能性，比如2+8，3+7……）。理论上一个Hash值是可能对应无数多个原文的，算法把无限的映射成有限，因此可能会有碰撞（两个不同的信息，算出的摘要相同）。但是在现实中，由于原文的长度有限，所以想要出现两段原文对应同一个Hash值的是及其困难的，即几乎不会出现碰撞的情况，这就使得该算法得以在现实中可以应用。

数字摘要算法主要有（可忽略，略知即可）：

MD5：一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位的散列值，用于确保信息传输完整一致。王小云教授采用碰撞算法验证了MD5可以被加以破解，对于需要高度安全性的数据，专家一般建议改用其他算法，如SHA-2。
SHA-1：SHA-1可以生成一个被称为消息摘要的160位散列值，散列值通常的呈现形式为40个十六进制数。SHA-1已经不再视为可抵御有充足资金、充足计算资源的攻击者。自2010年以来，许多组织建议用来SHA-2或SHA-3替换SHA1。
SHA-2：是一种密码散列函数算法标准，其输出长度可取224位、256位、384位、512位，分别对应SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512。目前SHA-2算是安全的加密算法。
SHA-3：基于Keccak算法，是与SHA-2不同的设计方式，可避免已有的攻击方式，而且能够提供SHA-2不具备的一些性能。