第15章加密解密

15.1 加密技術概述

現代網際網路中，資訊安全與資料保密尤其重要。加密技術能夠解決資訊安全的問題，它將重要的資料資訊透過一定的技術手段轉換成亂碼資料（加密資料）進行傳輸，再透過一定的技術手段對亂碼資料進行還原（解密資料）。加密技術主要用於加密/解密和簽名/驗籤，目前廣泛應用在網際網路。區塊鏈。電子商務等領域。加密演算法過程涉及很多複雜的數學運算，本章將對加密技術進行介紹，並重點介紹一些常見的加密演算法的實際應用。

15.1.1 加密技術介紹

現代密碼學出現之前，歷史上存在過很多的加密技術，如西元前7世紀的斯巴達加密棒.16世紀數學家卡爾達諾發明的柵格密碼。豬圈密碼和二戰中德軍廣泛使用的恩尼格瑪密碼機等。這些傳統加密技術都是直接作用在字母。數字上的，而且年代古老，現在已經有了更有效的快速破解方法。計算機科學在二戰時的發展促成了更為複雜的密碼的產生，它不再受限於書寫的文字，可以加密任何二進位形式的資料。然而計算機的發展也讓破解工作變得比之前更加容易.1977年美國國家標準局公佈了DES（Data Encryption Standard）加密標準，標誌著現代密碼學的誕生。從那時開始，密碼學各類的加密演算法應運而生，RSA。SHA。5.AES。ECC等加密強度不斷提高的加密技術開始出現。

加密演算法和金鑰是加密技術中兩個最重要的元素。加密演算法是用於加密和解密的數學函式（通常是兩個關聯的函式，一個用於加密，一個用於解密）。金鑰是加密和解密演算法中的一種輸入引數，只有特定的通訊方才會知道。一個加密系統的安全性在於金鑰的保密性，而不是加密演算法的保密性。

圖15.1.1 加密技術中的加密演算法和金鑰

資料傳輸中會存在三個角色——傳送方。接收方和竊聽方。竊聽方是不被期望能獲得傳輸資料的真實內容的人。傳送方先對資料進行加密，接收方收到後再進行解密，這樣即使其他人竊聽了資料也無法解密。另外，如果竊聽方想偽造傳送資料，也需要對資料提前進行加密和簽名。

圖15.1.2 資料傳輸過程中的傳送方。接收方和竊聽方

為了進行加密和通訊，人們發明了很多公開的演算法，如對稱演算法（加密和解密使用相同的金鑰）與非對稱演算法（加密和解密使用不同的金鑰）等。在選擇加密演算法上，有一個常識就是使用公開的演算法，因為一方面這些演算法經過了實踐的檢驗，另一方面這樣做對破譯難度。破譯條件和破譯時間都有預估。理論上，任何加密技術都可以透過一定的手段進行破解，不同的是破解難度和破解所需要的時間。

加密技術可以分為單向加密和雙向加密。

單向加密演算法，是指在加密過程中不使用金鑰，將資料加密處理成加密資料，加密資料無法被解密。因為無法透過加密資料反向得到原來的內容，單向加密演算法又被稱為不可逆加密演算法。單向加密演算法一般使用雜湊演算法（Hash值）來生成密文，也被稱為雜湊加密演算法。

圖15.1.3 單向加密技術

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法算演加稱對 2.1.51

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法算演加稱對 4.1.51圖

法算演加稱對非 3.1.51

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法算演加稱對非 5.1.51圖

名簽字數 4.1.51

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1.2.51寫手

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2.2.51寫手

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3.2.51寫手

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4.2.51寫手

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加SED用使 3.2.51

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