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对称加密和非对称加密

对称加密

对称密钥是双方使用相同的密钥 。 对称加密的要求   (1)需要强大的加密算法。算法至少应该满足:即使分析人员知道了算法并能访问一些或者更多的密文,也不能译出密文或得出密匙。通常,这个要求以更强硬的形式表达出来,那就是:即使分析人员拥有一些密文和生成密文的明文,也不能译出密文或者发现密匙。即,加密算法应足以抵抗已知明文类型的破译。   (2)发送方和接收方必须用安全的方式来获得保密密匙的副本,必须保证密匙的安全。如果有人发现了密匙,并知道了算法,则使用此密匙的所有通信便都是可读取的。 从数学角度理解   以一个具体例子来说明有助于真正理解对称加密这概念。假设A需要把一份明文为M的资料发给B,但是因为怕资料在传输的中途被窃听或者篡改,A用了对称加密法将M经过一个加密函数Fk处理后生成M'加密文,而B接受到加密文后通过事先商定好的Fk再次处理M'便可以还原成明文M,从而达到安全传输信息的目的。

  A处: M' = Fk(M)
  B处: M = Fk(M')

对于普通的对称密码学,加密运算与解密运算使用同样的密钥。通常,使用的对称加密算法比较简便高效,密钥简短,破译极其困难,由于系统的保密性主要取决于密钥的安全性,所以,在公开的计算机网络上安全地传送和保管密钥是一个严峻的问题。正是由于对称密码学中双方都使用相同的密钥,因此无法实现数据签名和不可否认性等功能。

非对称加密

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。 签名证书: 签名证书的用途:加入有A用户向B用户发送了信息“A love you”,B接收到之后怎么确定就是A发送的呢(因为中间人攻击中,假如C截获了A发送的信息后,改成“C love you”,B是无法确定这两个信息的发送者,因他她们都同样用B的工要加密),于是产生了签名证书技术。 签名证书是由CA用自己的私钥对用户的信息进行加密,并把发给用户的,用户可以在发送信息的过程中附加上自己的签名证书,让接受者验证信息的来源。当接受者接受到发送者的签名证书后即可用ca的公钥解密验证发送者的身份信息。

信息传输:   过程:

 (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。

采用数字签名,能完成这些功能: (1)确认信息是由签名者发送的; (2)确认信息自签名后到收到为止,未被修改过; (3)签名者无法否认信息是由自己发送的。

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。

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