浅谈加密算法

Part 01 什么是浅谈加密算法

加密算法是一种密码学算法，就是加密指将信息变成密文的加密技术 ，加密算法可以实现对数据所属方的算法隐私保护，并在保护隐私的浅谈前提下，实现数据的加密匿踪共享
 。通过加密算法可以达到 ：数据保密性,算法防止用户数据被窃取或泄露; 数据完整性,防止用户传输的数据被篡改;通信双方身份确认,确保数据来源合法的功能。

常见加密算法分为不可逆算法和可逆算法，浅谈其中可逆算法分为对称加密和非对称加密算法，云计算加密整体加密算法分类如图1所示 。算法

Part 02 不可逆算法 

不可逆算法的浅谈加密是不可逆的 ，加密后的加密密文是无法被还原成原文。其中散列算法 ，算法就是浅谈一种不可逆算法  。

散列算法是加密指明文通过散列算法生成散列值 ，散列值是算法长度固定的数据，高防服务器和明文长度无关,算法过程如图2所示。常见散列算法的具体实现有很多种，例如MD5 、SHA1、SHA-224、SHA-256等等。散列算法是不需要密钥的 ，当然也存在一些其他不可逆算法是需要密钥的，例如HMAC算法
。

图 2

1 、MD5，建站模板全称为“Message-Digest Algorithm 5” ，翻译过来叫“信息摘要算法”
。它可以将任意长度的数据通过散列算法
，生成一个固定长度的散列值。MD5算法的输出长度为128位，通常用32个16进制数表示。MD5有一些优点，比如计算速度快 、输出长度固定、应用广泛等等 。但是作为一个加密算法 ，它有一个天大的服务器租用缺点 ，那就是不安全 。目前MD5算法已经被攻破，而且MD5算法的输出长度有限 ，攻击者可以通过暴力破解或彩虹表攻击等方式，找到与原始数据相同的散列值，从而破解数据
。虽然可以通过加盐 ，也就是对在原文里再加上一些不固定的字符串来缓解，但是完全可以用更安全的源码下载SHA系列算法替代。

2
、SHA（Secure Hash Algorithm）系列算法是一组密码散列函数 ，用于将任意长度的数据映射为固定长度的散列值。SHA系列算法由美国国家安全局（NSA）于1993年设计 ，目前共有SHA-1、SHA-2、SHA-3三种版本 。其中SHA-1系列存在缺陷 ，已经不再被推荐使用。SHA-2算法包括SHA-224、SHA-256、SHA-384和SHA-512四种散列函数，香港云服务器分别将任意长度的数据映射为224位、256位、384位和512位的散列值。

3、上述两种算法，SHA-2算法比MD5强 ，主要有两个原因：

（1）散列值长度更长 ：例如SHA-256算法的散列值长度为256位，而MD5算法的散列值长度为128位，这就提高了攻击者暴力破解或者彩虹表攻击的难度。

（2）更强的碰撞抗性 ：SHA算法采用了更复杂的运算过程和更多的轮次
，使得攻击者更难以通过预计算或巧合找到碰撞
。

Part 03 可逆算法 

可逆算法分为对称加密算法和非对称加密算法两种
。

对称加密算法

对称加密算法的加密和解密过程使用的是相同的密钥 ，因此密钥的安全性至关重要。如果密钥泄露，攻击者可以轻易地破解加密数据。

对称加密的原理如图3所示，通信的双方约定好使用统一的加密解密算法 ，以及一个salt盐作为唯一标识，发送数据前先试用加密算法和salt经过加密函数处理得到密文，接受方收到密文后使用解密算法+salt对密文解密得到明文再处理 。

常见的对称加密算法包括DES 、3DES 、AES等。其中，AES算法是目前使用最广泛的对称加密算法之一 ，具有比较高的安全性和加密效率。

（1）AES（Advanced Encryption Standard）即高级加密标准，是一种对称加密算法 ，被广泛应用于数据加密和保护领域 。AES算法使用的密钥长度为128位
、192位或256位，比DES算法的密钥长度更长 ，安全性更高。AES算法采用的密钥长度更长，密钥空间更大，安全性更高，能够有效地抵抗暴力破解攻击 
。当然，因为密钥长度较长，需要的存储也更多。

（2）DES（Data Encryption Standard）算法是最早的一种广泛应用的对称加密算法之一。DES算法使用56位密钥对数据进行加密，加密过程中使用了置换
、替换
、异或等运算
，具有较高的安全性。速度较快，但是在安全性上面并不是最优选择，因为DES算法的密钥长度比较短，被暴力破解和差分攻击的风险比较高，一般推荐用一些更安全的对称加密算法 
，比如3DES
、AES等。

非对称加密算法

非对称加密算法需要两个密钥，这两个密钥互不相同，但是相互匹配 ，一个称为公钥，另一个称为私钥。使用其中的一个加密，则使用另一个进行解密。具有如下特点 ：

（1）使用公钥加密的数据只有私钥才能解密 ，公钥自己是解密不了的
 。

（2）使用私钥加密的数据只有公钥才能解密，私钥自己是解密不了的。

（3）服务端同时持有公钥和私钥(不会给任何人) 。

（4）服务端要跟谁通信就把自己的公钥给它 。

RSA算法是是目前应用最广泛的非对称加密算法，该算法的优点是安全性高
，公钥可以公开，私钥必须保密，保证了数据的安全性；可用于数字签名 、密钥协商等多种应用场景。缺点是加密、解密速度较慢 ，密钥长度越长 ，加密、解密时间越长；密钥长度过短容易被暴力破解，密钥长度过长则会增加计算量和存储空间的开销 。