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加密演算法比較

發布時間: 2022-05-05 09:12:18

1. 幾種常用加密演算法比較

對稱加密演算法用來對敏感數據等信息進行加密,常用的演算法包括:
des(data
encryption
standard):數據加密標准,速度較快,適用於加密大量數據的場合。
3des(triple
des):是基於des,對一塊數據用三個不同的密鑰進行三次加密,強度更高。
aes(advanced
encryption
standard):高級加密標准,是下一代的加密演算法標准,速度快,安全級別高;

2. 非對稱加密演算法有哪些,安全性能對比

常見的非對稱加密演算法有:RSA、ECC(移動設備用)、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA(數字簽名用)


Hash演算法
Hash演算法特別的地方在於它是一種單向演算法,用戶可以通過Hash演算法對目標信息生成一段特定長度的唯一的Hash值,卻不能通過這個Hash值重新獲得目標信息。因此Hash演算法常用在不可還原的密碼存儲、信息完整性校驗等。


常見的Hash演算法有MD2、MD4、MD5、HAVAL、SHA
加密演算法的效能通常可以按照演算法本身的復雜程度、密鑰長度(密鑰越長越安全)、加解密速度等來衡量。上述的演算法中,除了DES密鑰長度不夠、MD2速度較慢已逐漸被淘汰外,其他演算法仍在目前的加密系統產品中使用。

3. DES和AES演算法的比較,各自優缺點有哪些

一、數據加密標准不同

1、DES演算法的入口參數有三個:Key、Data、Mode。

其中Key為7個位元組共56位,是DES演算法的工作密鑰;Data為8個位元組64位,是要被加密或被解密的數據;Mode為DES的工作方式,有兩種:加密或解密。

2、AES的基本要求是,採用對稱分組密碼體制,密鑰的長度最少支持為128、192、256,分組長度128位,演算法應易於各種硬體和軟體實現。

因此AES的密鑰長度比DES大, 它也可設定為32比特的任意倍數,最小值為128比特,最大值為256 比特,所以用窮舉法是不可能破解的。

二、運行速度不同

1、作為分組密碼,DES的加密單位僅有64位二進制,這對於數據傳輸來說太小,因為每個分組僅含8個字元,而且其中某些位還要用於奇偶校驗或其他通訊開銷。處理速度慢、加密耗時

2、AES對內存的需求非常低,運算速度快,在有反饋模式、無反饋模式的軟硬體中,Rijndael都表現出非常好的性能。

三、適用范圍不同

1、數據加密標准,速度較快,適用於加密大量數據的場合。DES在安全上是脆弱的,但由於快速DES晶元的大量生產,使得DES仍能暫時繼續使用,為提高安全強度,通常使用獨立密鑰的三級DES

2、AES 適用於8位的小型單片機或者普通的32位微處理器,並且適合用專門的硬體實現,硬體實現能夠使其吞吐量(每秒可以到達的加密/解密bit數)達到十億量級。同樣,其也適用於RFID系統。

4. 比較對稱加密演算法和公開密鑰演算法,分析其異同

基於密鑰的演算法通常有兩類:對稱演算法和公開密鑰演算法(非對稱演算法)。對稱演算法有時又叫傳統密碼演算法,加密密鑰能夠從解密密鑰中推算出來,反過來也成立。
在大多數對稱演算法中,加解密的密鑰是相同的。對稱演算法要求發送者和接收者在安全通信之前,協商一個密鑰。對稱演算法的安全性依賴於密鑰,泄漏密鑰就意味著任何人都能對消息進行加解密。對稱演算法的加密和解密表示為: EK(M)=C;DK(C)=M
公開密鑰演算法(非對稱演算法)的加密的密鑰和解密的密鑰不同,而且解密密鑰不能根據加密密鑰計算出來,或者至少在可以計算的時間內不能計算出來。
之所以叫做公開密鑰演算法,是因為加密密鑰能夠公開,即陌生者能用加密密鑰加密信息,但只有用相應的解密密鑰才能解密信息。加密密鑰叫做公開密鑰(簡稱公鑰),解密密鑰叫做私人密鑰(簡稱私鑰)。
公開密鑰K1加密表示為:EK1(M)=C。公開密鑰和私人密鑰是不同的,用相應的私人密鑰K2解密可表示為:DK2(C)=M。

5. 「DES」和「AES」演算法的比較,各自優缺點有哪些

DES演算法優點:DES演算法具有極高安全性,到目前為止,除了用窮舉搜索法對DES演算法進行攻擊外,還沒有發現更有效的辦法。

DES演算法缺點:

1、分組比較短。

2、密鑰太短。

3、密碼生命周期短。

4、運算速度較慢。

AES演算法優點:

1、運算速度快。

2、對內存的需求非常低,適合於受限環境。

3、分組長度和密鑰長度設計靈活。

4、 AES標准支持可變分組長度,分組長度可設定為32比特的任意倍數,最小值為128比特,最大值為256比特。

5、 AES的密鑰長度比DES大,它也可設定為32比特的任意倍數,最小值為128比特,最大值為256比特,所以用窮舉法是不可能破解的。

6、很好的抵抗差分密碼分析及線性密碼分析的能力。

AES演算法缺點:目前尚未存在對AES 演算法完整版的成功攻擊,但已經提出對其簡化演算法的攻擊。

(5)加密演算法比較擴展閱讀:

高級加密標准(英語:Advanced Encryption Standard,縮寫:AES),在密碼學中又稱Rijndael加密法,是美國聯邦政府採用的一種區塊加密標准。

這個標准用來替代原先的DES,已經被多方分析且廣為全世界所使用。經過五年的甄選流程,高級加密標准由美國國家標准與技術研究院(NIST)於2001年11月26日發布於FIPS PUB 197,並在2002年5月26日成為有效的標准。2006年,高級加密標准已然成為對稱密鑰加密中最流行的演算法之一。

6. 有哪些加密方法比較經典或者說說加密的歷史.

加密之所以安全,絕非因不知道加密解密演算法方法,而是加密的密鑰是絕對的隱藏,流行的RSA和AES加密演算法都是完全公開的,一方取得已加密的數據,就算知道加密演算法也好,若沒有加密的密鑰,也不能打開被加密保護的信息。

加密作為保障數據安全的一種方式,它不是才有的,它產生的歷史相當久遠,它是起源於要追溯於公元前2000年(幾個世紀了),雖然它不是我們所講的加密技術(甚至不叫加密),但作為一種加密的概念,確實早在幾個世紀前就誕生了。

當時埃及人是最先使用特別的象形文字作為信息編碼的,隨著時間推移,巴比倫、美索不達米亞和希臘文明都開始使用一些方法來保護他們的書面信息。

近期加密技術主要應用於軍事領域,如美國獨立戰爭、美國內戰和兩次世界大戰。最廣為人知的編碼機器是German Enigma機,在第二次世界大戰中德國人利用它創建了加密信息。此後,由於Alan Turing和Ultra計劃以及其他人的努力,終於對德國人的密碼進行了破解。



(6)加密演算法比較擴展閱讀:

相關標准

最早、最著名的保密密鑰或對稱密鑰加密演算法DES(Data Encryption Standard)是由IBM公司在70年代發展起來的,並經政府的加密標准篩選後,於1976年11月被美國政府採用,DES隨後被美國國家標准局和美國國家標准協會(American National Standard Institute,ANSI)承認。

DES使用56位密鑰對64位的數據塊進行加密,並對64位的數據塊進行16輪編碼。與每輪編碼時,一個48位的"每輪"密鑰值由56位的完整密鑰得出來。

DES用軟體進行解碼需用很長時間,而用硬體解碼速度非常快。幸運的是,當時大多數黑客並沒有足夠的設備製造出這種硬體設備。

在1977年,人們估計要耗資兩千萬美元才能建成一個專門計算機用於DES的解密,而且需要12個小時的破解才能得到結果。當時DES被認為是一種十分強大的加密方法。



7. 常用的加密演算法有哪些

對稱密鑰加密

對稱密鑰加密 Symmetric Key Algorithm 又稱為對稱加密、私鑰加密、共享密鑰加密:這類演算法在加密和解密時使用相同的密鑰,或是使用兩個可以簡單的相互推算的密鑰,對稱加密的速度一般都很快。

  • 分組密碼

  • 分組密碼 Block Cipher 又稱為「分塊加密」或「塊加密」,將明文分成多個等長的模塊,使用確定的演算法和對稱密鑰對每組分別加密解密。這也就意味著分組密碼的一個優點在於可以實現同步加密,因為各分組間可以相對獨立。

    與此相對應的是流密碼:利用密鑰由密鑰流發生器產生密鑰流,對明文串進行加密。與分組密碼的不同之處在於加密輸出的結果不僅與單獨明文相關,而是與一組明文相關。

  • DES、3DES

  • 數據加密標准 DES Data Encryption Standard 是由IBM在美國國家安全局NSA授權下研製的一種使用56位密鑰的分組密碼演算法,並於1977年被美國國家標准局NBS公布成為美國商用加密標准。但是因為DES固定的密鑰長度,漸漸不再符合在開放式網路中的安全要求,已經於1998年被移出商用加密標准,被更安全的AES標准替代。

    DES使用的Feistel Network網路屬於對稱的密碼結構,對信息的加密和解密的過程極為相似或趨同,使得相應的編碼量和線路傳輸的要求也減半。

    DES是塊加密演算法,將消息分成64位,即16個十六進制數為一組進行加密,加密後返回相同大小的密碼塊,這樣,從數學上來說,64位0或1組合,就有2^64種可能排列。DES密鑰的長度同樣為64位,但在加密演算法中,每逢第8位,相應位會被用於奇偶校驗而被演算法丟棄,所以DES的密鑰強度實為56位。

    3DES Triple DES,使用不同Key重復三次DES加密,加密強度更高,當然速度也就相應的降低。

  • AES

  • 高級加密標准 AES Advanced Encryption Standard 為新一代數據加密標准,速度快,安全級別高。由美國國家標准技術研究所NIST選取Rijndael於2000年成為新一代的數據加密標准。

    AES的區塊長度固定為128位,密鑰長度可以是128位、192位或256位。AES演算法基於Substitution Permutation Network代換置列網路,將明文塊和密鑰塊作為輸入,並通過交錯的若干輪代換"Substitution"和置換"Permutation"操作產生密文塊。

    AES加密過程是在一個4*4的位元組矩陣(或稱為體State)上運作,初始值為一個明文區塊,其中一個元素大小就是明文區塊中的一個Byte,加密時,基本上各輪加密循環均包含這四個步驟:

  • ECC

  • ECC即 Elliptic Curve Cryptography 橢圓曲線密碼學,是基於橢圓曲線數學建立公開密鑰加密的演算法。ECC的主要優勢是在提供相當的安全等級情況下,密鑰長度更小。

    ECC的原理是根據有限域上的橢圓曲線上的點群中的離散對數問題ECDLP,而ECDLP是比因式分解問題更難的問題,是指數級的難度。而ECDLP定義為:給定素數p和橢圓曲線E,對Q=kP,在已知P,Q 的情況下求出小於p的正整數k。可以證明由k和P計算Q比較容易,而由Q和P計算k則比較困難。

  • 數字簽名

  • 數字簽名 Digital Signature 又稱公鑰數字簽名是一種用來確保數字消息或文檔真實性的數學方案。一個有效的數字簽名需要給接收者充足的理由來信任消息的可靠來源,而發送者也無法否認這個簽名,並且這個消息在傳輸過程中確保沒有發生變動。

    數字簽名的原理在於利用公鑰加密技術,簽名者將消息用私鑰加密,然後公布公鑰,驗證者就使用這個公鑰將加密信息解密並對比消息。一般而言,會使用消息的散列值來作為簽名對象。

8. RSA和DES演算法的優缺點、比較

DES演算法:

優點:密鑰較短,加密處理簡單,加解密速度快,適用於加密大量數據的場合。

缺點:密鑰單一,不能由其中一個密鑰推導出另一個密鑰。

RSA演算法:

優點:應用廣泛,加密密鑰和解密密鑰不一樣,一般加密密鑰稱為私鑰。解密密鑰稱為公鑰,私鑰加密後只能用公鑰解密,,當然也可以用公鑰加密,用私鑰解密。

缺點:密鑰尺寸大,加解密速度慢,一般用來加密少量數據,比如DES的密鑰。



(8)加密演算法比較擴展閱讀

安全性

RSA的安全性依賴於大數分解,但是否等同於大數分解一直未能得到理論上的證明,因為沒有證明破解RSA就一定需要作大數分解。假設存在一種無須分解大數的演算法,那它肯定可以修改成為大數分解演算法。RSA 的一些變種演算法已被證明等價於大數分解。

不管怎樣,分解n是最顯然的攻擊方法。人們已能分解多個十進制位的大素數。因此,模數n必須選大一些,因具體適用情況而定。

9. 對稱加密演算法的加密演算法主要有哪些

1、3DES演算法

3DES(即Triple DES)是DES向AES過渡的加密演算法(1999年,NIST將3-DES指定為過渡的加密標准),加密演算法,其具體實現如下:設Ek()和Dk()代表DES演算法的加密和解密過程,K代表DES演算法使用的密鑰,M代表明文,C代表密文,這樣:

3DES加密過程為:C=Ek3(Dk2(Ek1(M)))

3DES解密過程為:M=Dk1(EK2(Dk3(C)))

2、Blowfish演算法

BlowFish演算法用來加密64Bit長度的字元串。

BlowFish演算法使用兩個「盒」——unsignedlongpbox[18]和unsignedlongsbox[4,256]。

BlowFish演算法中,有一個核心加密函數:BF_En(後文詳細介紹)。該函數輸入64位信息,運算後,以64位密文的形式輸出。用BlowFish演算法加密信息,需要兩個過程:密鑰預處理和信息加密。

分別說明如下:

密鑰預處理:

BlowFish演算法的源密鑰——pbox和sbox是固定的。我們要加密一個信息,需要自己選擇一個key,用這個key對pbox和sbox進行變換,得到下一步信息加密所要用的key_pbox和key_sbox。具體的變化演算法如下:

1)用sbox填充key_sbox

2)用自己選擇的key8個一組地去異或pbox,用異或的結果填充key_pbox。key可以循環使用。

比如說:選的key是"abcdefghijklmn"。則異或過程為:

key_pbox[0]=pbox[0]abcdefgh;

key_pbox[1]=pbox[1]ijklmnab;

…………

…………

如此循環,直到key_pbox填充完畢。

3)用BF_En加密一個全0的64位信息,用輸出的結果替換key_pbox[0]和key_pbox[1],i=0;

4)用BF_En加密替換後的key_pbox,key_pbox[i+1],用輸出替代key_pbox[i+2]和key_pbox[i+3];

5)i+2,繼續第4步,直到key_pbox全部被替換;

6)用key_pbox[16]和key_pbox[17]做首次輸入(相當於上面的全0的輸入),用類似的方法,替換key_sbox信息加密。

信息加密就是用函數把待加密信息x分成32位的兩部分:xL,xRBF_En對輸入信息進行變換。

3、RC5演算法

RC5是種比較新的演算法,Rivest設計了RC5的一種特殊的實現方式,因此RC5演算法有一個面向字的結構:RC5-w/r/b,這里w是字長其值可以是16、32或64對於不同的字長明文和密文塊的分組長度為2w位,r是加密輪數,b是密鑰位元組長度。

(9)加密演算法比較擴展閱讀:

普遍而言,有3個獨立密鑰的3DES(密鑰選項1)的密鑰長度為168位(三個56位的DES密鑰),但由於中途相遇攻擊,它的有效安全性僅為112位。密鑰選項2將密鑰長度縮短到了112位,但該選項對特定的選擇明文攻擊和已知明文攻擊的強度較弱,因此NIST認定它只有80位的安全性。

對密鑰選項1的已知最佳攻擊需要約2組已知明文,2部,2次DES加密以及2位內存(該論文提到了時間和內存的其它分配方案)。

這在現在是不現實的,因此NIST認為密鑰選項1可以使用到2030年。若攻擊者試圖在一些可能的(而不是全部的)密鑰中找到正確的,有一種在內存效率上較高的攻擊方法可以用每個密鑰對應的少數選擇明文和約2次加密操作找到2個目標密鑰中的一個。

10. 試比較對稱加密演算法與非對稱加密演算法在應用中的優缺點傳統密碼體制與公鑰密碼體制的優缺點

1、對稱加密演算法

優點

加解密的高速度和使用長密鑰時的難破解性。

缺點

對稱加密演算法的安全性取決於加密密鑰的保存情況,但要求企業中每一個持有密鑰的人都保守秘密是不可能的,他們通常會有意無意的把密鑰泄漏出去。如果一個用戶使用的密鑰被入侵者所獲得,入侵者便可以讀取該用戶密鑰加密的所有文檔,如果整個企業共用一個加密密鑰,那整個企業文檔的保密性便無從談起。

2、非對稱加密演算法

優點

非對稱密鑰體制有兩種密鑰,其中一個是公開的,這樣就可以不需要像對稱密碼那樣傳輸對方的密鑰了。這樣安全性就大了很多。

缺點

演算法強度復雜、安全性依賴於演算法與密鑰但是由於其演算法復雜,而使得加密解密速度沒有對稱加密解密的速度快。

3、傳統密碼體制

優點

由於DES加密速度快,適合加密較長的報文。

缺點

通用密鑰密碼體制的加密密鑰和解密密鑰是通用的,即發送方和接收方使用同樣密鑰的密碼體制。

4、公鑰密碼體制

優點

RSA演算法的加密密鑰和加密演算法分開,使得密鑰分配更為方便。

RSA演算法解決了大量網路用戶密鑰管理的難題。

缺點

RSA的密鑰很長,加密速度慢。

(10)加密演算法比較擴展閱讀

W.Diffie和M.Hellman 1976年在IEEE Trans.on Information刊物上發表了「 New Direction in Cryptography」文章,提出了「非對稱密碼體制即公開密鑰密碼體制」的概念,開創了密碼學研究的新方向。

在通用密碼體制中,得到廣泛應用的典型演算法是DES演算法。DES是由「轉置」方式和「換字」方式合成的通用密鑰演算法,先將明文(或密文)按64位分組,再逐組將64位的明文(或密文),用56位(另有8位奇偶校驗位,共64位)的密鑰,經過各種復雜的計算和變換,生成64位的密文(或明文),該演算法屬於分組密碼演算法。

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