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对称加密算法与非对称加密算法

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对称加密算法与非对称加密算法 计算机网络安全 授课教师:张玥 学院:软件学院 学生:周宇 学号:1093710219 时间:2011\10\21 目录 作业1 前言:    3 对称加密    3 概述    3 特性    5 应用    5 加密算法简介    6 非对称加密(公钥、私钥)    7 概述    7 特性    7 应用    8 加密算法简介    8 非对称加密算法与对称加密算法的区别    11 作业3 前言: 对加密技术的小感悟: 最近有个小项目需要提供注册码功能,当时对我来说是很纠结的。因为反编译总是有可能的,...

对称加密算法与非对称加密算法
计算机网络安全 授课教师:张玥 学院:软件学院 学生:周宇 学号:1093710219 时间:2011\10\21 目录 工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录 作业1 前言:    3 对称加密    3 概述    3 特性    5 应用    5 加密算法简介    6 非对称加密(公钥、私钥)    7 概述    7 特性    7 应用    8 加密算法简介    8 非对称加密算法与对称加密算法的区别    11 作业3 前言: 对加密技术的小感悟: 最近有个小项目需要提供注册码功能,当时对我来说是很纠结的。因为反编译总是有可能的,任何人得到源代码后都有可能将软件破解。可在最近对对称加密和非对称加密的研究中,我发现如果用对称加密做用户的身份验证,而同时把公钥、私钥技术应用于注册码验证,以上的困难就迎刃而解了。因为私钥的所有人是我,既是反编译拿到源代码也无法知道我的私钥,从而保证软件版权。 对称加密 概述 对称加密算法是应用较早的加密算法,技术成熟。在对称加密算法中,数据发信方将明文(原始数据)和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后,使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后,若想解读原文,则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密,才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中,使用的密钥只有一个,发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密,这就要求解密方事先必须知道加密密钥。对称加密算法的特点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。不足之处是,交易双方都使用同样钥匙,安全性得不到保证。此外,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惟一钥匙,这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量成几何级数增长,密钥管理成为用户的负担。对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难,主要是因为密钥管理困难,使用成本较高。在计算机专网系统中广泛使用的对称加密算法有DES、IDEA和AES。 传统的DES由于只有56位的密钥,因此已经不适应当今分布式开放网络对数据加密安全性的要求。1997年RSA数据安全公司发起了一项“DES挑战赛”的活动,志愿者四次分别用四个月、41天、56个小时和22个小时破解了其用56位密钥DES算法加密的密文。即DES加密算法在计算机速度提升后的今天被认为是不安全的。 AES是美国联邦政府采用的商业及政府数据加密 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,预计将在未来几十年里代替DES在各个领域中得到广泛应用。AES提供128位密钥,因此,128位AES的加密强度是56位DES加密强度的1021倍还多。假设可以制造一部可以在1秒内破解DES密码的机器,那么使用这台机器破解一个128位AES密码需要大约149亿万年的时间。(更深一步比较而言,宇宙一般被认为存在了还不到200亿年)因此可以预计,美国国家标准局倡导的AES即将作为新标准取代DES。 特性 对称算法的加密和解密表示为: Ek(M)=C Dk(C)=M 这种算法具有如下的特性: Dk(Ek(M))=M 由算法原理所决定的,加密密钥是能够从解密密钥中推算出来,反过来也成立。在大多数对称算法中,加密解密密钥是相同的。这些算法要求发送者和接收者在安全通信之前,商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥,泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加密解密。只有保密需要的通信,密钥才能保密。 应用 当网站需要向Cookies里面写重要的数据的时候可以使用对称加密算法,需要用到Cookie中的数据的时侯再解密密文,得到说要用的数据。 加密算法简介 由于MD5不可逆算法比较经典,所以在文中主要介绍了MD5算法。 MD5或者说HASH值是一种不可逆的算法。如果需要从密文还原成明文,那么就需要对称和非对称这两类可逆算法。 首先,简单介绍下这两类算法。图2-1是对称算法的示意图: 图2-1 对称算法 在对称算法中,首先需要发送方和接收方协定一个密钥K。K可以是一个密钥对,但是必须要求加密密钥和解密密钥之间能够互相推算出来。在最简单也是最常用的对称算法中,加密和解密共享一个密钥。上图中,我们为了简单期间,使用的就是一个密钥。密钥K为了防止被第三方获取,可以通过一个秘密通道由发送方传送给接收方。当然,这个秘密通道可以是任何形式,如果觉得可以,你甚至可以寄送一封邮件给对方告诉他密钥。 对称加密中明文通过对称加密成密文,在公开通道中进行传输。这个时候,即便第三方截获了数据,由于他没有掌握密钥,也是解密不了密文的。 非对称加密(公钥、私钥) 概述 非对称加密(又称不对称加密)使用两把完全不同但又是完全匹配的一对钥匙—公钥和私钥。在使用不对称加密算法加密文件时,只有使用匹配的一对公钥和私钥,才能完成对明文的加密和解密过程。加密明文时采用公钥加密,解密密文时使用私钥才能完成,而且发信方(加密者)知道收信方的公钥,只有收信方(解密者)才是唯一知道自己私钥的人。不对称加密算法的基本原理是,如果发信方想发送只有收信方才能解读的加密信息,发信方必须首先知道收信方的公钥,然后利用收信方的公钥来加密原文;收信方收到加密密文后,使用自己的私钥才能解密密文。显然,采用不对称加密算法,收发信双方在通信之前,收信方必须将自己早已随机生成的公钥送给发信方,而自己保留私钥。由于不对称算法拥有两个密钥,因而特别适用于分布式系统中的数据加密。广泛应用的不对称加密算法有RSA算法和美国国家标准局提出的DSA。以不对称加密算法为基础的加密技术应用非常广泛。 特性 非对称加密非对称加密算法的核心就是加密密钥不等于解密密钥,且无法从任意一个密钥推导出另一个密钥,这样就大大加强了信息保护的力度,而且基于密钥对的原理很容易的实现数字签名和电子信封。比较典型的非对称加密算法是RSA算法,它的数学原理是大素数的分解,密钥是成对出现的,一个为公钥,一个是私钥。公钥是公开的,可以用私钥去解公钥加密过的信息,也可以用公钥去解私钥加密过的信息。 应用 网站安全登录,用户身份验证。 软件版权。 加密算法简介 以下是我在Visual Studio 2010中,算法测试中的部分代码。 static void Main() { EncryptFile(@"c:\temp.txt", @"c:\tempcm.txt", "123"); Console.WriteLine("加¨?密¨1成¨|功|!ê?"); DecryptFile(@"c:\tempcm.txt", @"c:\tempm.txt", "123"); Console.WriteLine("解a密¨1成¨|功|!ê?"); } //缓冲区大小 static int bufferSize = 128 * 1024; //密钥 static byte[] salt = { 134, 216, 7, 36, 88, 164, 91, 227, 174, 76, 191, 197, 192, 154, 200, 248 }; //初始化向量 static byte[] iv = { 134, 216, 7, 36, 88, 164, 91, 227, 174, 76, 191, 197, 192, 154, 200, 248 }; //初始化并返回对称加密算法 static SymmetricAlgorithm CreateRijndael(string password, byte[] salt) { PasswordDeriveBytes pdb = new PasswordDeriveBytes(password, salt, "SHA256", 1000); SymmetricAlgorithm sma = Rijndael.Create(); sma.KeySize = 256; sma.Key = pdb.GetBytes(32); sma.Padding = PaddingMode.PKCS7; return sma; } static void EncryptFile(string inFile, string outFile, string password) { using (FileStream inFileStream = File.OpenRead(inFile), outFileStream = File.Open(outFile, FileMode.OpenOrCreate)) using (SymmetricAlgorithm algorithm = CreateRijndael(password, salt)) { algorithm.IV = iv; using (CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(outFileStream, algorithm.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write)) { byte[] bytes = new byte[bufferSize]; int readSize = -1; while ((readSize = inFileStream.Read(bytes, 0, bytes.Length)) != 0) { cryptoStream.Write(bytes, 0, readSize); }
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