网络加密技术
网络加密技术
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哈希加密
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- 基本原理
- 常用的哈希函数
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对称加密(单密钥加密)
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- 基本原理
- 特点
- 常用的对称加密算法
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- DES
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非对称加密（公开密钥）
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- 基本原理
- 特点
- 常用的非对称加密技术
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- RSA
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对称+非对称
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- HTTPS加密
加密技术：利用技术手段把数据变为乱码（加密）传送，到达目的地后再用 相同或不同的手段还原（解密）。
哈希加密
基本原理
哈希函数是一个单向函数，它将目标文本转化为固定长度的字符串。由于是单向函数，不具备可逆性，实现加密保护。
Q：我用哈希函数加密了明文，从此以后，不仅攻击者解读不了加密后的字符串，我也不懂了鸭？
A:某些应用场景是不需要解密的，即，被保护的数据只需要做验证，举个栗子：
简单的用户登录场景
你的用户名与密码存储（没有使用哈希加密）在服务器数据库中，当服务器数据库泄露数据时，你的用户名与密码也就泄露了。
假设，你的用户名和密码经过哈希加密，那么服务器数据库中将存储加密后的密文，即使泄露数据也是一大堆哈希字符串。
而正常的登陆验证过程，只需要验证密文是否已知就行不需要知道明文。如下图：
常用的哈希函数
- MD5
- SHA
- MAC
- CRC
- SM3(国产哈希算法)
对称加密(单密钥加密)
基本原理
加密：R=E(S,K_e)R为密文, S为明文，K_e为密钥，经过函数R后，明文变密文；
解密：S=D(R,K_e)S为密文, R为明文，K_e为密钥，经过函数S后，密文变明文；
PS：加密（Encrypt）、解密（Decrypt）
特点
- 加密和解密都是用同一个秘钥
- 加密、解密效率高
- 秘钥被窃取，容易造成数据不安全
常用的对称加密算法
- DES
- 3-DES
- AES
- IDEA
- SMS4
- RC5
- TRIVIUM
DES
加密：
- 明文按64位分组，每组明文经初始排列
- 通过子密钥k1~k16进行16次乘积变换
- 通过最终排列（第3步）得到64位密文
解密：与加密运算一样，只是所取子密钥 的顺序相反，从k16到k1
如图：
非对称加密（公开密钥）
基本原理
公钥：可以告诉全网的密钥
私钥：只能自己知道的密钥
特点
- 用公钥加密用私钥解密
- 加密、解密相对于对称加密效率更低，但是比对称加密更安全。
- 公钥可能被中间人伪造，造成数据不安全。
常用的非对称加密技术
- RSA
- EIGamal
- ECC
RSA
算法：
- 选择两个大素数，p和q，均应大于10^{100};
- 计算n = p * q和z = (p-1)*(q-1);
- 选择一个与z互为质数的数，令其为d;
- 找到一个e使其满足{(e*d )}mod z =1;
对于报文m
加密需计算密文c=m^e*(mod\ n)；
解密c需计算m=c^d*(mod\ n)。
PS:实施加密需要e和n,实施解密需要d和n。因此，公开密钥由(e， n)构成，秘密密钥由(dn）或只是d构成。n限制明文块的大小。
举例：
- 取p = 7, q = 11
- n = p q = 77, z = (p-1)(q-1) = 60
- 取e = 43, d= 7 使得e*d mod z = 301 mod 60 = 1
- 得到公钥(e=43, n=77)，密钥(d=7, n=77)
- 设我们的明文为m = 42
- 加密c = m^e mod n = 42^{43} mod 77 = 14
- 解密m = c^d mod n = 14^7 mod 77 = 42
对称+非对称
由于对称加密效率高，非对称加密效率低，通常将两者结合起来，即用非对称加密进行身份验证，传递对称密钥，利用对称加密进行数据传输。HTTPS就是一个例子
HTTPS加密
简单的HTTPS加密过程，忽略协议协商等具体细节：
- 客户端发起HTTPS连接
- 服务器返回包含公钥的数字证书
- 客户端生成对称密钥
- 客户端通过公钥加密，发送对称密钥
- 客户端与服务器进行密文通信
其中，
第2步保证了服务器公钥的真实性；
第4步为非对称加密；
第5步为对称加密；
