对称加密算法与非对称加密算法

对称加密
概述
对称加密算法是应用较早的加密算法，技术成熟。在对称加密算法中，数据发信方将明文（原始数据）和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后，使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后，若想解读原文，则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密，才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中，使用的密钥只有一个，发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密，这就要求解密方事先必须知道加密密钥。对称加密算法的特点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。不足之处是，交易双方都使用同样钥匙，安全性得不到保证。此外，每对用户每次使用对称加密算法时，都需要使用其他人不知道的惟一钥匙，这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量成几何级数增长，密钥管理成为用户的负担。对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难，主要是因为密钥管理困难，使用成本较高。在计算机专网系统中广泛使用的对称加密算法有DES、IDEA和AES。
{
PasswordDeriveBytes pdb =newPasswordDeriveBytes(password, salt,"SHA256", 1000);
SymmetricAlgorithm sma = Rijndael.Create();
sma.KeySize = 256;
sma.Key = pdb.GetBytes(32);
sma.Padding = PaddingMode.PKCS7;
returnsma;
}
staticvoidEncryptFile(stringinFile,stringoutFile,stringpassword)
{
using(FileStream inFileStream = File.OpenRead(inFile), outFileStream = File.Open(outFile, FileMode.OpenOrCreate))
{
byte[] bytes =newbyte[bufferSize];
intreadSize = -1;
intnumReads = (int)(inFileStream.Length / bufferSize);
intslack = (int)(inFileStream.Length % bufferSize);
首先，简单介绍下这两类算法。图2-1是对称算法的示意图：
图2-1对称算法
在对称算法中，首先需要发送方和接收方协定一个密钥K。K可以是一个密钥对，但是必须要求加密密钥和解密密钥之间能够互相推算出来。在最简单也是最常用的对称算法中，加密和解密共享一个密钥。上图中，我们为了简单期间，使用的就是一个密钥。密钥K为了防止被第三方获取，可以通过一个秘密通道由发送方传送给接收方。当然，这个秘密通道可以是任何形式，如果觉得可以，你甚至可以寄送一封邮件给对方告诉他密钥。
outFileStream.Write(bytes, 0, readSize);
}
outFileStream.Flush();
}
}
}
如上图所以，发送者用接收方公开出来的公钥PK进行加密。接受方在收到密文后，再用与公钥对应的私钥SK进行解密。同样，密文可以被截获，但是由于截获者只有公钥，没有私钥，他不能进行解密。
特性
对称算法的加密和解密表示为：
Ek(M)=C
Dk(C)=M
这种算法具有如下的特性：
Dk(Ek(M))=M
由算法原理所决定的，加密密钥是能够从解密密钥中推算出来，反过来也成立。在大多数对称算法中，加密解密密钥是相同的。这些算法要求发送者和接收者在安全通信之前，商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加密解密。只有保密需要的通信，密钥才能保密。
应用
网站安全登录,用户身份验证。
软件版权。
加密算法简介
以下是我在Visual Studio 2010中，算法测试中的部分代码。
staticvoidMain()
{
EncryptFile(@"c:\temp.txt",@"c:\tempcm.txt","123");
Console.WriteLine("加¨®密¨¹成¨¦功|！ê?");
对称算法和非对称算法各有优缺点。非对称加密的突出优点是用于解密的密钥（也就是私钥）永远不需要传递给对方。但是，它的缺点也很突出：非对称加密算法复杂，导致加解密速度慢，故只适合小量数据的场合。而对称加密加解密效率高，系统开销小，适合进行大数据量的加解密。由于文件一般比较大，这个特性决定了适合它的加密方式最好是对称加密。非对称加密的实现主要依赖于RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H和ECC（椭圆曲线加密算法）。使用最广泛的是RSA算法，Elgamal是另一种常用的非对称加密算法。
特性
非对称加密非对称加密算法的核心就是加密密钥不等于解密密钥，且无法从任意一个密钥推导出另一个密钥，这样就大大加强了信息保护的力度，而且基于密钥对的原理很容易的实现数字签名和电子信封。比较典型的非对称加密算法是RSA算法，它的数学原理是大素数的分解，密钥是成对出现的，一个为公钥，一个是私钥。公钥是公开的，可以用私钥去解公钥加密过的信息，也可以用公钥去解私钥加密过的信息。
非对称加密算法与对称加密算法的区别
首先，用于消息解密的密钥值与用于消息加密的密钥值不同;
其次，非对称加密算法比对称加密算法慢数千倍，但在保护通信安全方面，非对称加密算法却具有对称密码难以企及的优势。
AES是美国联邦政府采用的商业及政府数据加密标准，预计将在未来几十年里代替DES在各个领域中得到广泛应用。AES提供128位密钥，因此，128位AES的加密强度是56位DES加密强度的1021倍还多。假设可以制造一部可以在1秒内破解DES密码的机器，那么使用这台机器破解一个128位AES密码需要大约149亿万年的时间。（更深一步比较而言，宇宙一般被认为存在了还不到200亿年）因此可以预计，美国国家标准局倡导的AES即将作为新标准取代DES。
计算机网络安全
******
学院：软件学院
学生：周宇
学号：**********
时间：2011\10\21
作业1
பைடு நூலகம்作业3
前言：
对加密技术的小感悟：
最近有个小项目需要提供注册码功能，当时对我来说是很纠结的。因为反编译总是有可能的，任何人得到源代码后都有可能将软件破解。可在最近对对称加密和非对称加密的研究中，我发现如果用对称加密做用户的身份验证，而同时把公钥、私钥技术应用于注册码验证，以上的困难就迎刃而解了。因为私钥的所有人是我，既是反编译拿到源代码也无法知道我的私钥，从而保证软件版权。
}
cryptoStream.Flush();
}
}
}
staticvoidDecryptFile(stringinFile,stringoutFile,stringpassword)
{
using(FileStream inFileStream = File.OpenRead(inFile), outFileStream = File.OpenWrite(outFile))
传统的DES由于只有56位的密钥，因此已经不适应当今分布式开放网络对数据加密安全性的要求。1997年RSA数据安全公司发起了一项“DES挑战赛”的活动，志愿者四次分别用四个月、41天、56个小时和22个小时破解了其用56位密钥DES算法加密的密文。即DES加密算法在计算机速度提升后的今天被认为是不安全的。
//初始化向量
staticbyte[] iv = { 134, 216, 7, 36, 88, 164, 91, 227, 174, 76, 191, 197, 192, 154, 200, 248 };
//初始化并返回对称加密算法
staticSymmetricAlgorithm CreateRijndael(stringpassword,byte[] salt)
{
byte[] bytes =newbyte[bufferSize];
intreadSize = -1;
while((readSize = inFileStream.Read(bytes, 0, bytes.Length)) != 0)
{
cryptoStream.Write(bytes, 0, readSize);
DecryptFile(@"c:\tempcm.txt",@"c:\tempm.txt","123");
Console.WriteLine("解a密¨¹成¨¦功|！ê?");
}
//缓冲区大小
staticintbufferSize = 128 * 1024;
//密钥
staticbyte[] salt = { 134, 216, 7, 36, 88, 164, 91, 227, 174, 76, 191, 197, 192, 154, 200, 248 };
using(SymmetricAlgorithm algorithm = CreateRijndael(password, salt))
{
algorithm.IV = iv;
using(CryptoStream cryptoStream =newCryptoStream(outFileStream, algorithm.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))
对称加密中明文通过对称加密成密文，在公开通道中进行传输。这个时候，即便第三方截获了数据，由于他没有掌握密钥，也是解密不了密文的。
非对称加密（公钥、私钥）
概述
非对称加密（又称不对称加密）使用两把完全不同但又是完全匹配的一对钥匙—公钥和私钥。在使用不对称加密算法加密文件时，只有使用匹配的一对公钥和私钥，才能完成对明文的加密和解密过程。加密明文时采用公钥加密，解密密文时使用私钥才能完成，而且发信方（加密者）知道收信方的公钥，只有收信方（解密者）才是唯一知道自己私钥的人。不对称加密算法的基本原理是，如果发信方想发送只有收信方才能解读的加密信息，发信方必须首先知道收信方的公钥，然后利用收信方的公钥来加密原文；收信方收到加密密文后，使用自己的私钥才能解密密文。显然，采用不对称加密算法，收发信双方在通信之前，收信方必须将自己早已随机生成的公钥送给发信方，而自己保留私钥。由于不对称算法拥有两个密钥，因而特别适用于分布式系统中的数据加密。广泛应用的不对称加密算法有RSA算法和美国国家标准局提出的DSA。以不对称加密算法为基础的加密技术应用非常广泛。