7.12-对称性加密技术 7.13-非对称性加密技术7.14-单向加密 7.15-PKI 7.16-签名+加密、hash+签名

一、加密技术

1、概念

• 加密机制是保护数据安全的重要手段；
• 加密的基本原理就是对原来明文的消息（文件、数据），按照某种特定的算法进行处理，使其成为一段不可阅读的、不可理解的一段代码，称为密文；只有在输入特定的密钥以后，才能把对应的密文给解密出来。

2、加密技术的分类

（1）对称性加密技术

（2）非对称性加密技术

（3）单向加密（不可逆加密）

3、可逆加密技术

• 对称性、非对称性加密技术都是可还原的。

二、对称性加密技术

1、概念

• 加密和解密用的是相同的密钥；

2、特点

• 算法效率高
• 速度快
• 适用于对大数据进行加密

• 密钥分发困难：例如在互联网上要与1000个用户进行通信， 要么得给1000个人每个人都准备一个密钥，此时的密钥管理起来有很大难度；要么一个密钥分发给1000个人，此时有一个人的密钥你泄露，那么整个加密体系就失效了。

3、常见加密算法

• DES（数字加密标准）、3DES（三重数字加密标准）
• RC-5、IDEA算法

三、非对称性加密技术

1、概念

• 加密和解密用的不是同一个密钥。

2、特点

• 密钥成对出现；用公钥加密就必须用私钥解密，用私钥加密就必须用公钥解密；
• 公钥对外公开；
• 私钥只有持有者持有；
• 公钥和私钥之间存在关联，但是密钥之间不能相互推导；

• 算法相对于对称加密算法效率低：进行大量加密解密时，比较耗时。

3、常见加密算法

• RSA
• ECC（椭圆曲线算法）
• DSA

四、单向加密

1、概念

• 非可逆加密方式；
• 密码加密以后是不可还原的。

2、常见加密算法

• MD5：用字符和算法生成对应的密文。操作系统采用的加密方式是MD5。

• SHA：安全的hash算法。

3、hash算法

• 会按约定生成固定长度的二进制位（字符位）。
• 不管消息（文件、数据）的内容有多大，生成的字符长度是固定的。
• 只要消息的内容发生了改变，这个算法产生的hash的值就会不同；也就是说只有消息内容完全一样时，hash值才会一样。

五、加密技术考点

1、各种加密技术的特点

• 只要破解密文的代价高于获取密文中信息的回报，就认为这种加密机制是安全的 。

2、各种加密技术的代码

六、PKI中的相关概念

1、PKI的概念

• PKI是公钥基础设施。
• 是遵循既定标准的密钥管理平台。
• 能为网络中的所有应用提供“信息加密”、“数据签名”等密码相关的服务，以及必须的密钥和证书管理系统。密钥是成对出现的，加密和解密用的不是同一个密钥。

2、CA的概念

• 证书的颁发机构。
• 向用户或者机构颁发对应的数字证书。

3、RA

• 注册机构；
• 负责接收用户对证书的申请注册。

4、数字证书

• 一个2k大的文件，也就是把一些用户信息和公钥捆绑在一起的数字文件。
• 颁发数字证书的CA会用自己的私钥对这一个颁发的数字证书进行加密，由于非对称性加密，用私钥加密就需要用公钥解密，所以CA用自己的私钥对颁发的数字证书进行加密，就需要用CA自己的公钥对数字证书进行解密，而公钥是对外公开的，所以所有用户都能对CA加密的数字证书进行解密，所以此处CA证书用自己的私钥对数字证书进行加密，是为了保证，这个数字证书，确实是由CA颁发的，也就是说可以通过CA的公钥验证数字证书的真假。

5、证书实现的安全保证

• 机密性：通过加密实现。例如用B的公钥给A的消息加密，在互联网传输的过程中，密文是不会被破解的，只有当密文到达B时，通过B的私钥才能对密文进行解密，从而保证了消息的“机密性”。
• 不可否认性：通过加密实现。
• 完整性：通过数据签名实现。例如用A的私钥给A发送的消息加密以后发送给B，如果过程中黑客修改了消息内容，数据签名就会丢失，也就是说B用A的公钥就无法解开A发送来的密文了，这时数据签名的不正常，就会让我们发现数据被篡改过了。
• 鉴别：通过数据签名实现。例如A用A的私钥加密，只能用A的公钥解密；所以用户B无法伪造A的身份发信息，就实现了身份的鉴别。

6、加密

 

• 用B的公钥给A的消息加密，在互联网传输的过程中，密文是不会被破解的，只有当密文到达B时，通过B的私钥才能对密文进行解密，从而保证了消息的“机密性”。

7、签名

• 用A的私钥给A的消息加密，秘文到达B后，B只能通过A的公钥进行解密，A的公钥是公开的，所以在互联网的所有用户都能解开这个密文，但是可以确认发送消息的是A，所以这里通过A的私钥给A的消息加密，起到了“签名”的作用，标识了这个消息是A发送的。

8、签名+加密

• 如果在互联网上即想实现机密性，又想实现签名，就将“签名”和“加密”两种算法结合在一起使用。
• 先对A要发送的消息进行签名（用A的私钥对消息签名），再用B的公钥对消息进行加密；B收到消息后，先用B自己的私钥解密，再用A的公钥验证签名。
• 这就同时实现了数字证书的四个作用：机密性、不可否认性、完整性、身份的鉴别性。

 

七、hash+签名

• 由于非对称性加密对一个明文进行加密时，速度会比较慢；但签名又无法保证机密性。
• 所以在实际的应用过程中，会用hash算法来实现数字签名的功能，以此保证消息传输的完整性。
• hash算法是单向的，会按约定生成固定长度的二进制位（字符位）。但只要消息的内容发生了改变，算法产生的hash的值就会不同；也就是说只有消息内容完全一样时，hash值才会一样。
• hash+签名的基本实现原理，是对hash值进行签名，因为一旦密文内容发生变化，hash也一定会发生变化的。
• 实现思路：报文通过hash算法生成对应的hash值（报文摘要），然后对hash值进行签名（用A的私钥对hash值进行签名），然后将加密后的hash值和报文捆绑在一起进行发送；B收到以后，会先用A的公钥解密hash值（核实签名），再对报文用相同的hash算法生成另一个hash值；只要新生成的hash值与之前的hash值相等，就意味着报文内容是完整的。

八、PKI考点

1、CA的作用

2、签名/加密