对称加密算法与非对称加密算法的优缺点

对称加密

对称加密指的就是加密和解密使用同一个秘钥,所以叫做对称加密。对称加密只有一个秘钥,作为私钥。

具体算法有:DES,3DES,TDEA,Blowfish,RC5,IDEA。常见的有:DES,AES,3DES等等。

优点:算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。 缺点:秘钥的管理和分发非常困难,不够安全。在数据传送前,发送方和接收方必须商定好秘钥,然后双方都必须要保存好秘钥,如果一方的秘钥被泄露,那么加密信息也就不安全了。另外,每对用户每次使用对称加密算法时,都需要使用其他人不知道的唯一秘钥,这会使得收、发双方所拥有的钥匙数量巨大,密钥管理成为双方的负担。

非对称加密

非对称加密指的是:加密和解密使用不同的秘钥,一把作为公开的公钥,另一把作为私钥。公钥加密的信息,只有私钥才能解密。私钥加密的信息,只有公钥才能解密。 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。

我们常见的数字证书、加密狗即是采用非对称加密来完成安全验证的。

优点:安全性更高,公钥是公开的,秘钥是自己保存的,不需要将私钥给别人。 缺点:加密和解密花费时间长、速度慢,只适合对少量数据进行加密。

主要算法:RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、HD,ECC(椭圆曲线加密算法)。常见的有:RSA,ECC

区别

对称加密算法相比非对称加密算法来说,加解密的效率要高得多。但是缺陷在于对于秘钥的管理上,以及在非安全信道中通讯时,密钥交换的安全性不能保障。所以在实际的网络环境中,会将两者混合使用.

例如针对C/S模型,

服务端计算出一对秘钥pub/pri。将私钥保密,将公钥公开。

客户端请求服务端时,拿到服务端的公钥pub。

客户端通过AES计算出一个对称加密的秘钥X。 然后使用pub将X进行加密。

客户端将加密后的密文发送给服务端。服务端通过pri解密获得X。

然后两边的通讯内容就通过对称密钥X以对称加密算法来加解密。

银行动态令牌

网银比较流行的时候,银行给我们发一个动态令牌。这个令牌并不使用任何对称或者非对称加密的算法,在整个银行的认证体系中,动态令牌只是一个一次性口令的产生器,它是基于时间同步方式,每隔60秒产生一个随机6位动态密码在其中运行的主要计算仅包括时间因子的计算和散列值的计算。

在用户从银行手中拿到动态口令令牌卡的时候,在令牌卡的内部已经存储了一份种子文件(即图中钥匙所代表的seed),这份种子文件在银行的服务器里保存的完全一样的一份,所以对于动态口令令牌来说,这种方式是share secret的。另外在令牌硬件上的设置中,假使有人打开了这个令牌卡,种子文件将会从令牌卡的内存上擦除(待考证)。 令牌卡中有了种子文件,并实现了TOTP算法,在预先设置的间隔时间里它就能不断产生不同的动态口令,并显示到屏幕上,而银行服务器上跟随时间做同样的计算,也会得到和令牌卡同样的口令,用作认证。 那么TOTP算法具体做了什么操作呢?在RFC6238中有详细的算法描述,这里也会做简单的叙述。

TOTP是来自 HOTP [RFC4226] 的变形,从统筹上看,他们都是将数据文件进行散列计算,只是HOTP的因子是事件因子,TOTP将因子换成了时间因子,具体的TOTP计算公式(其中的HMAC-SHA-256也可能是 HMAC-SHA-512): TOTP = Truncate(HMAC-SHA-256(K,T))

其中: K 为这里的种子文件内容; T 为计算出来的时间因子 公式中的 HMAC是密钥相关的哈希运算消息认证码(Hash-based Message Authentication Code),HMAC运算利用哈希算法,以一个密钥和一个消息为输入,生成一个消息摘要作为输出。而公式中给出的哈希算法是 SHA-256,这种哈希算法目前并没有好的破解办法。 令牌卡中预先设置了要显示的口令长度,TOTP 中的 Truncate 操作剪切获得口令。 以上就是动态口令令牌卡的内部原理。

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