秘钥、公钥匙、认证之间的关系 DES、RSA、AES 数据加密传输

对称加密：

对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密（encryption）与解密（decryption）用的是同样的密钥（secret key）。对称加密有很多种算法，由于它效率很高，所以被广泛使用在很多加密协议的核心当中。

对称加密通常使用的是相对较小的密钥，一般小于256 bit。因为密钥越大，加密越强，但加密与解密的过程越慢。如果你只用1 bit来做这个密钥，那黑客们可以先试着用0来解密，不行的话就再用1解；但如果你的密钥有1 MB大，黑客们可能永远也无法破解，但加密和解密的过程要花费很长的时间。密钥的大小既要照顾到安全性，也要照顾到效率，是一个trade-off。

        对称加密的一大缺点是密钥的管理与分配，换句话说，如何把密钥发送到需要解密你的消息的人的手里是一个问题。在发送密钥的过程中，密钥有很大的风险会被黑客们拦截。现实中通常的做法是将对称加密的密钥进行非对称加密，然后传送给需要它的人。

常用的有：DES、AES

 

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。

常用的有：RSA

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。

 

公钥和私钥

　　在现代密码体制中加密和解密是采用不同的密钥（公开密钥），也就是非对称密钥密码系统，每个通信方均需要两个密钥，即公钥和私钥，这两把密钥可以互为加解密。公钥是公开的，不需要保密，而私钥是由个人自己持有，并且必须妥善保管和注意保密。

　　公钥私钥的原则：

1. 一个公钥对应一个私钥。
2. 密钥对中，让大家都知道的是公钥，不告诉大家，只有自己知道的，是私钥。
3. 如果用其中一个密钥加密数据，则只有对应的那个密钥才可以解密。
4. 如果用其中一个密钥可以进行解密数据，则该数据必然是对应的那个密钥进行的加密。

　　非对称密钥密码的主要应用就是公钥加密和公钥认证，而公钥加密的过程和公钥认证的过程是不一样的，下面我就详细讲解一下两者的区别。

　　基于公开密钥的加密过程

　　比如有两个用户Alice和Bob，Alice想把一段明文通过双钥加密的技术发送给Bob，Bob有一对公钥和私钥，那么加密解密的过程如下：

1. Bob将他的公开密钥传送给Alice。
2. Alice用Bob的公开密钥加密她的消息，然后传送给Bob。
3. Bob用他的私人密钥解密Alice的消息。

　　上面的过程可以用下图表示，Alice使用Bob的公钥进行加密，Bob用自己的私钥进行解密。

　　基于公开密钥的认证过程

　　身份认证和加密就不同了，主要用户鉴别用户的真伪。这里我们只要能够鉴别一个用户的私钥是正确的，就可以鉴别这个用户的真伪。

　 　还是Alice和Bob这两个用户，Alice想让Bob知道自己是真实的Alice，而不是假冒的，因此Alice只要使用公钥密码学对文件签名发送 给Bob，Bob使用Alice的公钥对文件进行解密，如果可以解密成功，则证明Alice的私钥是正确的，因而就完成了对Alice的身份鉴别。整个身 份认证的过程如下：

1. Alice用她的私人密钥对文件加密，从而对文件签名。
2. Alice将签名的文件传送给Bob。
3. Bob用Alice的公钥解密文件，从而验证签名。

　　上面的过程可以用下图表示，Alice使用自己的私钥加密，Bob用Alice的公钥进行解密。

 

 

 

 

DES  

    DES是Data Encryption Standard（数据加密标准）的缩写，DES算法为密码体制中的对称密码体制。它是由IBM公司研制的一种加密算法，美国国家标准局于1977年公布把它作为非机要部门使用的数据加密标准，二十年来，它一直活跃在国际保密通信的舞台上，扮演了十分重要的角色。
    DES是一个分组加密算法，他以64位为分组对数据加密。同时DES也是一个对称算法：加密和解密用的是同一个算法。它的密匙长度是56位（因为每个第8位都用作奇偶校验），密匙可以是任意的56位的数，而且可以任意时候改变。其中有极少量的数被认为是弱密匙，但是很容易避开他们。所以保密性依赖于密钥。
    特点：分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。
　　DES算法具有极高安全性，到目前为止，除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外，还没有发现更有效的办法。而56位长的密钥的穷举空间为256，这意味着如果一台计算机的速度是每一秒种检测一百万个密钥，则它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间。

    DES现在已经不视为一种安全的加密算法，因为它使用的56位秘钥过短，以现代计算能力，24小时内即可能被破解。也有一些分析报告提出了该算法的理论上的弱点，虽然实际情况未必出现。该标准在最近已经被高级加密标准（AES）所取代。

 

AES

    高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

    AES的区块长度固定为128 位元，密钥长度则可以是128，192或256位元。

 

RSA

  

    RSA加密算法是一种非对称加密算法。在公钥加密标准和电子商业中RSA被广泛使用。RSA是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。

    RSA算法的可靠性基于分解极大的整数是很困难的。假如有人找到一种很快的分解因子的算法的话，那么用RSA加密的信息的可靠性就肯定会极度下降。但找到 这样的算法的可能性是非常小的。今天只有短的RSA钥匙才可能被强力方式解破。到2008年为止，世界上还没有任何可靠的攻击RSA算法的方式。只要其钥 匙的长度足够长，用RSA加密的信息实际上是不能被解破的。

 

   RSA算法利用两个很大的质数相乘所产生的乘积来加密。这两个质数无论哪一个先与原文件编码相乘，对文件加密，均可由另一个质数再相乘来解密。但要用一个 质数来求出另一个质数，则是十分困难的。因此将这一对质数称为密钥对(Key Pair)。在加密应用时，某个用户总是将一个密钥公开，让需发信的人员将信息用其公共密钥加密后发给该用户，而一旦信息加密后，只有用该用户一个人知道 的私用密钥才能解密。具有数字凭证身份的人员的公共密钥可在网上查到，亦可在请对方发信息时主动将公共密钥传给对方，这样保证在Internet上传输信 息的保密和安全。

 

算法              Key                                    位数                    可逆                其它 
MD5             没有                        有区别16位和32位        不可逆              (无) 
SHA               有                                       32                     不可逆              (无) 
RSA               有（公Key,私KEY）          128                    可逆                公、私Key采用不同的加密算法 
DES3             有                                       32                      可逆                (无) 
AES               有                                        64                     可逆                (无) 
BASE64       没有                                    （？）                可逆                (无) 

 

开发中：

客户端发送的敏感数据时需要加密处理，客户端数据采用公钥加密，服务器用对应的秘钥解密，客户端保存公钥，服务器保存秘钥

服务器发送的数据也要加密时，服务器端数据采用秘钥加密，客户端数据用对应的公钥加密，客户端保存公钥，服务器保存秘钥

服务器要认证客户端时，客户端数据采用秘钥加密，服务器用对应的公钥解密，客户端保留秘钥，服务器保留公钥

 

常用加解密方案：

• 1 通过简单的URLENCODE ＋ BASE64编码防止数据明文传输
• 2 对普通请求、返回数据，生成MD5校验（MD5中加入动态密钥），进行数据完整性（简单防篡改，安全性较低，优点：快速）校验
• 3 对于重要数据，使用RSA进行数字签名，起到防篡改作
• 4 对于比较敏感的数据，如用户信息（登陆、注册等），客户端发送使用RSA加密，服务器返回使用DES(AES)加密
  原因：客户端发送之所以使用RSA加密，是因为RSA解密需要知道服务器私钥，而服务器私钥一般盗取难度较大，如果使用DES的话，可以通过破解客户端获 取密钥，安全性较低。                                      而服务器返回之所以使用DES，是因为不管使用DES还是RSA，密钥（或私钥）都存储在客户端，都存在被破解的风险，因此，需要采 用动态密钥，而RSA的密钥生成比较复杂，不太适合动态密钥，并且RSA速度相对较慢，所以选用DES，当然DES安全性<AES,如果不考虑速度采用AES安全性较高，视情况来选择）
  常用选择了第4种加密方式

如果想要更加安全一点，可以在仿照微信的通信，每次都在传输数据上加上一个32为随机数和并将数据按照一定的规则生成一个校验sign