几种常用的数据加密技术

《Network Security Technology》Experiment Guide Encryption Algorithm
Lecture Code: 011184
Experiment Title：加密算法
KeyWords：MD5, PGP, RSA
Lecturer：Dong Wang
Time：Week 04
Location：Training Building 401
Teaching Audience：09Net1&2
October 10, 2011
实验目的：
1，通过对MD5加密和破解工具的使用，掌握MD5算法的作用并了解其安全性；
2，通过对PGP加密系统的使用，掌握PGP加密算法的作用并了解其安全性；
3，对比MD5和PGP两种加密算法，了解它们的优缺点，并总结对比方法。

实验环境：
2k3一台，XP一台，确保相互ping通；
实验工具：MD5V erify, MD5Crack, RSA-Tools,PGP8.1
MD5加密算法介绍
当前广泛存在有两种加密方式，单向加密和双向加密。

双向加密是加密算法中最常用的，它将明文数据加密为密文数据，可以使用一定的算法将密文解密为明文。

双向加密适合于隐秘通讯，比如，我们在网上购物的时候，需要向网站提交信用卡密码，我们当然不希望我们的数据直接在网上明文传送，因为这样很可能被别的用户“偷听”，我们希望我们的信用卡密码是通过加密以后，再在网络传送，这样，网站接受到我们的数据以后，通过解密算法就可以得到准确的信用卡账号。

单向加密刚好相反，只能对数据进行加密，也就是说，没有办法对加密以后的数据进行解密。

这有什么用处？在实际中的一个应用就是数据库中的用户信息加密，当用户创建一个新的账号或者密码，他的信息不是直接保存到数据库，而是经过一次加密以后再保存，这样，即使这些信息被泄露，也不能立即理解这些信息的真正含义。

MD5就是采用单向加密的加密算法，对于MD5而言，有两个特性是很重要的，第一是任意两段明文数据，加密以后的密文不能是相同的；第二是任意一段明文数据，经过加密以后，其结果必须永远是不变的。

前者的意思是不可能有任意两段明文加密以后得到相同的密文，后者的意思是如果我们加密特定的数据，得到的密文一定是相同的。

不可恢复性是MD5算法的最大特点。

实验步骤- MD5加密与破解：
1，运行MD5Verify.exe，输入加密内容‘姓名（英字）’，生成MD5密文；
2，运行MD5Crack3.exe（破解器），将生成的密文copy到MD5破解器中破解，点击‘开始’；
3，字符‘dong’被破解出来，建议：加密字符不要超过6个。

上图为本试验抓图样本1，要求加密自己姓名字符缩写，并能破译出来。

PGP加密软件介绍
PGP加密方式是比较优秀和安全的加密方式。

PGP加密软件的核心思想是利用逻辑分区保护文件，比如，逻辑分区D:是受PGP保护的硬盘分区，那么，每次打
开这个分区的时候，需要输入密码才能打开这个分区，在这个分区内的文件是安全的。

不再需要这个分区时，可以把这个分区关闭并使其从‘我的电脑’上消失，当再次打开时，需要输入密码。

没有密码，软件开发者本人也无法解密！PGP是全世界最流行的文件夹加密软件。

它的源代码是公开的，经受住了成千上万顶尖黑客的破解挑战，事实证明PGP是目前世界上最安全的加密软件。

它的唯一缺点是价格昂贵。

因为PGP技术是美国国家安全部门禁止出口的技术。

PGP (Pretty Good Privacy) 是一个可以让您的电子邮件 (E-Mail) 拥有保密功能的程式。

藉此您可以将您的邮件加密 (Encryption) ，一旦加密后，信息看起来是一堆无意义的乱码 (Random Characters)除了授权用户别人是破译不了的。

PGP 提供了极强的保护功能，即使是最先进的解码分析技术也无法破译（、（Decryption)加密的文字。

PGP 加密与解密不像其它传统加密的方式，而是利用所谓的公开钥匙密码学(Public Key Cryptology) 为基础。

举例来说，当您要传送一封保密信或档案给笔者时，必须先取得笔者的公开钥匙 (Public Key) ，并且将它加入您的公开钥匙环 ( Public Keying) 中，然后利用笔者的公开钥匙将信件加密。

当笔者收到您加密的信件后，笔者必须利用其相对的私人钥匙 (Secret Key) 来解密。

因此，除非其他人拥有笔者的私人钥匙，否则无法解开您所加密的信件。

同时，笔者在使用私人钥匙解密时，还必须输入通行码 (Pass Phrase)，如此又对加密后的讯息多了一层保护。

注意：使用该软件前仔细阅读帮助文件,以免造成不必要的损失.
PGP加密软件是美国Network Associate 公司出产的免费软件，可用它对文件、邮件进行加密，在常用的WINZIP、WORD、ARJ、EXCEL等软件的加密功能均告可被破解时，PGP的加密方式更加安全。

此外，和同样装有PGP软件的朋友互相传递加密文件，安全性更强。

实验步骤– PGP安装与使用：
1，解压缩‘PGP.Desktop.v8.1.For.Windows.rar’到当前目录下，在文件夹‘PGP.Desktop.v8.1.For.Windows’中运行‘PGP8.exe’文件；
2，不要选‘I am a new user’
3，安装过程需要重启，重启回来提示输入许可证信息，此时打开‘PGP.Desktop.v8.1.For.Windows’夹中‘注册码.txt’，将其中的注册信息copy 到PGP License Authorization 框中，然后点‘Authorize’继续安装；或者点‘Later’也可以继续；
4，授权成功，点OK；
5，进入‘PGP密匙生成向导’；
6，输入用户名和邮件地址；
7，此处需要设定一个密码，推荐使用强密码；
8，一直下一步，直到结束该向导；
9，进入PGP磁盘设置向导。

10，设置加密文件的存放位置，使用一个事先创建的文件夹；
11，点‘Save’保存pgd文件；加密空间的默认设定值为100，可以根据实际需要设定；然后点‘Next’；
12，选‘Public Key’；
13，然后一直默认下一步，直到结束该向导；
14，开始加密你的想要加密的文档；观察‘我的电脑’发现多出了一个‘NEW PGPDISK’分区，而且该分区的大小约等于100MB，这是为什么呢？这个分区就是先前在PGP设置向导里面设置的加密分区，你需要加密的文件和文件夹直接拖进去就OK啦。

15，放个文件进去，然后右击该分区-〉PGP-〉Unmount PGPdisk；随后该分区消失了。

16，找回该分区：进入到保存pgd文件的文件夹（见第10步），双击打开该文件；
17，输入在第7步设置过的密码，点OK；
18，该分区又显示出来了。

19，以下为本试验抓图样本2（需要安装Backinfo）。

RSA加密软件介绍
RSA是由Ronald Rivest, Adi Shamir和Leonard Adleman在1977年开发的公开密钥算法。

在使用RSATool的时候需要注意以下几个参数的设置：
P：第一参数；
Q：第二参数（P和Q的长度不能相差太大）；
E：公钥（随机生成）；
N：公用模数，N=P*Q；
D：私钥
其中，参数N和E是公开的，D是私有的不能公开，P和Q在生成密钥后不再需要，必须销毁。

1、在“Number Base”组合框中选择进制为10 ;
2、单击“Start”按钮，然后随意移动鼠标直到提示信息框出现，以获取一个随机数种子；
3、在“KeySize(Bits)”编辑框中输入32 ；
4、单击“Generate”按钮生成；
11
《网络安全技术》课程实验配置文档 by 王东 5、复制“Prime(P)”编辑框中的内容到“Public Exp.(E)”编辑框；
6、在“Number Base”组合框中选择进制为 16 ;
7、记录下“Prime(P)”编辑框中的十六进制文本内容。

8、再次重复第 2 步；
9、在“KeySize(Bits)”编辑框中输入您所希望的密钥位数，从32到4096，位数越多安全性也高，但运算速度越慢，一般选择1024位足够了；
10、单击“Generate”按钮生成；
11、单击“Test”按钮测试，在“Message to encrypt”编辑框中随意输入一段文本，然后单击“Encrypt”按钮加密，再单击“Decrypt”按钮解密，看解密后的结果是否和所输入的一致，如果一致表示所生成的RSA 密钥可用，否则需要重新生成；
12、到此生成完成，“Private Exp.(D)”编辑框中的内容为私钥，第7步所记录的内容为公钥，“Modulus (N)”编辑框中的内容为公共模数，请将上述三段十六进制文本保存起来即可。

13
，以下为本试验抓图样本3，加密字符按照‘姓名缩写+学号’形式。