【精选】密码算法的分类
密码算法分类
密码算法分类
密码算法是指用于保护信息安全的数学算法。
根据其实现的方式和特点，密码算法可分为以下几类：
1. 对称密码算法：也称为私钥密码算法。
加密和解密使用相同的密钥，在加密和解密过程中，密钥必须保密。
典型的对称密码算法有DES、AES、IDEA等。
2. 非对称密码算法：也称为公钥密码算法。
加密和解密使用不同的密钥，其中一个密钥被公开，称为公钥；另一个密钥被保密，称为私钥。
典型的非对称密码算法有RSA、DSA、ECC等。
3. 哈希函数：也称为散列函数。
将任意长度的消息压缩成固定长度的摘要，不可逆地保护消息的完整性。
典型的哈希函数有SHA-1、SHA-2、MD5等。
4. 消息认证码：也称为MAC。
使用对称密钥，将消息和密钥一起计算出一个认证码，以验证消息的完整性和真实性。
典型的MAC算法有HMAC、CMAC等。
5. 数字签名：用于验证消息的来源和完整性。
数字签名是一种非对称密码算法，使用私钥对消息进行签名，并使用公钥对签名进行验证。
典型的数字签名算法有DSA、RSA等。
以上是密码算法的主要分类，不同的算法类型具有不同的优缺点和适用范围，选择合适的算法是保护信息安全的关键。
- 1 -。
现代密码的主要分类
现代密码的主要分类密码是信息安全领域中最基本的保护手段之一。
在现代密码学中，密码被分为多个分类，每种分类都具有不同的特点和应用场景。
下面将介绍现代密码的主要分类。
1. 对称密码对称密码也被称为私钥密码，是最常见的密码类型之一。
在对称密码中，加密和解密使用相同的密钥。
这意味着发送方和接收方需要共享同一个密钥，才能进行加密和解密操作。
对称密码的优势在于加密解密速度快，但其密钥管理与分发会带来一定的安全风险。
常见的对称密码算法有DES、AES和3DES等。
2. 公钥密码公钥密码也被称为非对称密码，是另一种常见的密码类型。
在公钥密码系统中，加密和解密使用不同的密钥。
发送方使用接收方的公钥进行加密，而接收方使用自己的私钥进行解密。
公钥密码的优势在于密钥管理方便，不需要事先共享密钥。
常见的公钥密码算法有RSA、ElGamal和ECC等。
3. 哈希算法哈希算法是一种将任意长度的数据转换为固定长度摘要的密码技术。
它常被用于验证数据的完整性和一致性。
哈希算法的特点是不可逆，即无法通过摘要反推原始数据。
常见的哈希算法有MD5、SHA-1和SHA-256等。
4. 消息认证码（MAC）消息认证码是一种基于密钥的密码操作，用于验证消息的完整性和来源。
它通过对消息进行加密和生成消息验证码来实现身份验证和防篡改功能。
常见的消息认证码算法有HMAC和CMAC等。
5. 数字签名数字签名是一种通过非对称密码算法，为文档或数据附加一个唯一的标记来验证发送方身份和消息完整性的技术。
数字签名可以防止篡改和抵赖，并且不需要发送方和接收方共享密钥。
常见的数字签名算法有RSA和DSA等。
6. 流加密和分组加密流加密和分组加密是对称密码算法的两种不同方式。
在流加密中，数据按位或按字节加密。
流加密的特点在于加密和解密速度快，适用于实时数据传输。
而分组加密将数据分成固定长度的块进行加密处理。
常见的分组加密算法有DES和AES 等。
7. 转身密码置换密码是一种基于置换的加密技术，通过改变数据中的位置或次序来加密数据。
典型密码算法
14
m1 m2…………m64
初始置换
Round1
K1
迭 代
： ： ：
16
圈
Round16
K16
逆初始置换
C1 C2……C64
DES加密框图
15
二 圈函数
DES算法的第 i(i=1,2, … ,15) 圈加密结构图
圈变换的数学描述如下: Li-1 (32位) Ri-1 (32位)
Li=Ri-1
F
Ri=Li-1 F(Ri-1, Ki)
8
5、典型的密码算法
序列密码：RC4、A5、E0； 分组密码：AES、DES、IDEA； 公钥密码：RSA、ECC； HASH函数：MD5、SHA-1；
9
DES分组密码算法
(Data Encipher Standard)
DES算法概述 圈函数 密钥生成算法
10
一、DES算法概述
DES算法是迭代型分组密码算法。 基本参数:
3 0 1 10 13 00 06 09 08 07 0 4 15 14 0 3 11 05 0 2 12
0 0 7 13 14 03 00 06 0 9 10 01 02 08 0 5 11 12 0 4 15
S4
1 2
13 0 8 11 05 0 6 15 00 03 04 07 0 2 12 0 1 10 14 09 10 06 09 0 0 12 11 0 7 13 15 01 0 3 14 05 02 08 04
b6
b1 b 2 b 3 b 4 b5 b6
行:b1 b6 =112=3
1100112
列:b2b3b4b5=10012=9
即: S6 (1100112)=11102
常用加密算法概述
常用加密算法概述在当今数字化时代，随着互联网的发展，信息安全问题日益突出。
为了保护数据的安全性，人们通常会使用加密算法来加密敏感信息，使其在传输和存储过程中能够得到保护。
这里将介绍几种常用的加密算法。
1.对称加密算法对称加密算法是最早也是最常用的加密算法。
它以同一密钥用于加密和解密数据，因此也被称为一次性密钥加密算法。
典型的对称加密算法包括DES、3DES和AES。
- DES（Data Encryption Standard）是一种使用56位密钥加密64位数据块的块密码算法。
尽管DES在过去广泛应用，但由于其密钥空间较小，已经不再被视为安全算法。
-3DES是对DES进行了增强，使用三次DES算法对数据进行加密。
它提供更高的安全性，但速度较慢。
- AES（Advanced Encryption Standard）是一种流行的对称加密算法，被广泛用于各种应用。
AES将数据分成128位块，并使用128、192或256位的密钥进行加密。
2.非对称加密算法非对称加密算法使用公钥和私钥对数据进行加密和解密。
这种算法通常使用较长的密钥，提供较高的安全性。
非对称加密算法常用于数字签名、密钥交换和身份验证等场景。
常见的非对称加密算法有RSA和椭圆曲线加密算法。
-RSA算法是一种基于大数分解难题的加密算法。
RSA使用公钥和私钥配对，其中公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。
由于其高度安全性和广泛使用，RSA算法已成为事实上的非对称加密算法标准。
-椭圆曲线加密（ECC）算法则是基于椭圆曲线离散对数问题的加密算法。
ECC在相对较短的密钥长度下提供了与RSA相当的安全等级。
它在物联网等资源受限的环境中得到了广泛应用。
3.哈希函数哈希函数是一种单向函数，它将输入数据映射到固定长度的哈希值。
哈希函数的特点是无法从哈希值逆向推导出原始数据，因此常用于对密码进行存储和验证。
常见的哈希函数有MD5、SHA-1和SHA-256- MD5（Message Digest Algorithm 5）是一种广泛使用的哈希算法。
密码学算法——精选推荐
密码学算法1. 密码学概述基本认知1. 科学密码学是科学、有严格的规范,设计密码学算法需要具备深厚的数学知识2. 公开密码学算法的实现原理是公开的,经过长时间的考验3. 相对安全计算机处理速度越来越快,某个密码学算法的数学基础可能受到挑战,现阶段安全密码算法,未来可能就不安全了4. 攻击⽅法多样⼤部分密码学算法需要秘钥,最简单的破解⽅法就是获取秘钥(暴⼒破解、彩虹表等)5. 应⽤标准未来正确使⽤密码学算法,并依据标椎使⽤(⽐如:PKCS),可以不了解密码学算法原理,但必须掌握应⽤标准6. 不⽐具备很强数学知识很多密码学算法并⾮计算机专家创建,⽽是数学家.(不妨碍我们使⽤密码学算法)7. 解决特定问题每种算法都有应⽤场景,解决特定的问题⽬标1. 机密性信息在存储,运输、处理过程中的安全保密,要求信息不会泄露给未经授权的⼈.对称加密算法和公开秘钥算法都能保护机密性2. 完整性接受⽅接受到的信息就是发送⽅发送的原始信息,如数据被篡改,接受⽅有策略数据被篡改,那传输的数据就具备完整性.在密码学中,主要使⽤消息验证码(MAC)算法保证完整性3. 不可抵赖性在密码学中,使⽤数字签名技术避免抵赖4. ⾝份验证通信双⽅(发送⽅、接收⽅)必须确保对端就是通信对象.在密码学中,⼀般使⽤数字签名确认⾝份常⽤密码库1. MIRACL由Shamus软件公司开发,包括了:RSA、AES、DSA、ECC和Diffie-Hellman秘钥交换算法2. CryptoAPI微软在Windows中的⼀个安全加密应⽤框架密码应⽤程序接⼝,密码服务提供者模块3. OpenSSL开放源代码的软件库包,三个只要的功能部分:SSL协议库、应⽤程序以及密码算法库2. 密码学算法分类类型哈希算法(Hash)1. 国内:SM32. 国际:MD5、SHA-1、SHA-2、SHA-33. 说明:SM3的256位保密强度⾼于MD5对称加密算法1. 国内:SM1、SM4、ZUC2. 国际:DES、3DES、AES3. 说明:SM1的128位保密强度和性能与AES相当,SM4的128位已升级为国际标准公开秘钥算法1. 国内:SM22. 国际:RSA、ECC3. 说明:SM2的256位基于ECC算法,安全性⽐RSA1024有明显优势随机数类型1. 真正的随机数⽣成器硬件⽣成效率⾼、随机性、不可预测性、不可重现性需要物理设备获取2. 伪随机数⽣成器软件⽣成效率⾼、随机性通过算法获取3. 密码学伪随机数⽣成器软件⽣成效率⾼、随机性、不可预测性⽤于密码学⼯作原理1. ⽣成器内部维护⼀个状态(internal state),其数值来源于外部,成为熵:动态时间、温度、声⾳变化等2. 伪随机数内部状态来源模拟的数值,称为种⼦(seed)可⽣成密码学随机数的算法1. 块密码算法CTR模式:对称加密算法2. 摘要函数:单向性3. 流密码算法:对称加密算法⽤途1. 密钥对称加密算法、公开密钥算法、MAC算法都会⽤到密钥,密钥本质上是⼀个随机数2. 初始化向量(IV)块密码算法中很多迭代模式会使⽤(IV)3. nonce块密码算法中的CTR模式、AEAD加密模式也会⽤到nonce4. salt基于⼝令的加密算法会⽤到,通过salt⽣成⼀个密钥Hash函数加密基元1. 基于密码学Hash算法产⽣的其他密码算法:MAC消息验证码、伪随机数⽣成器、基于⼝令的加密算法、数字签名等等Hash特性1. 摘要/散列/指纹=hash(消息)2. 相同的消息获得相同摘要值、速度快、单向性(不可逆)、原始消息变化摘要值也会变化、不同摘要值不同Hash算法⽤途1. ⽂件⽐较2. ⾝份校验Hash算法分类1. MD5算法:MD5、输出值长度:128⽐特、输⼊值最⼤长度:⽆限制、说明:实践中已经产⽣碰撞,理论上不具备弱抗碰撞性2. SHA-1算法:SHA-1、输出值长度:160⽐特、输⼊值最⼤长度:2的64次⽅减⼀⽐特、说明:实践中已经产⽣碰撞3. SHA-2算法:SHA-256、输出值长度:256⽐特、输⼊值最⼤长度:2的64次⽅减⼀⽐特、说明:安全使⽤算法:SHA-512、输出值长度:512⽐特、输⼊值最⼤长度:2的128次⽅减⼀⽐特、说明:安全使⽤算法:SHA-224、输出值长度:224⽐特、输⼊值最⼤长度:2的64次⽅减⼀⽐特、说明:安全使⽤算法:SHA-384、输出值长度:384⽐特、输⼊值最⼤长度:2的128次⽅减⼀⽐特、说明:安全使⽤4. SHA-3算法:SHA3-256、输出值长度:256⽐特、输⼊值最⼤长度:2的64次⽅减⼀⽐特、说明:安全使⽤算法:SHA3-512、输出值长度:512⽐特、输⼊值最⼤长度:2的128次⽅减⼀⽐特、说明:安全使⽤算法:SHA3-224、输出值长度:224⽐特、输⼊值最⼤长度:2的64次⽅减⼀⽐特、说明:安全使⽤算法:SHA3-384、输出值长度:384⽐特、输⼊值最⼤长度:2的128次⽅减⼀⽐特、说明:安全使⽤对称加密算法原理1. 密⽂=E(明⽂、算法、秘钥)2. 明⽂=D(密⽂、算法、秘钥)3.分类1. 块密码算法:DES、3DES、AES2. 流密码算法:RC4模式1. ECB(Electronic Codebook)、特点:运算快速,⽀持并⾏处理,需要填充、说明:不推荐使⽤2. CBC(Cipher Block Chaining)、特点:⽀持并⾏处理,需要填充、说明:推荐使⽤3. CFB(Cipher Feedback)、特点:⽀持并⾏处理,不需要填充、说明:不推荐使⽤4. OFB(Output Feedback)、特点:迭代运算使⽤流密码模式,不需要填充、说明:不推荐使⽤5. CTR(Counter)、特点:迭代运算使⽤流密码模式,⽀持并⾏处理,不需要填充、说明:推荐使⽤6. XTS(XEX-based tweaked-codebook)、特点:不需要填充、说明:⽤于本地硬盘存储解决⽅案中标准1. 填充标准:明⽂长度必须是分组长度的倍数,如不是倍数,则必须有填充机制2. PKCS#7填充:可处理的分组长度是1到255个字节3. AES算法使⽤标准,⽐如:AES-128-CBC-PKCS#7,其中秘钥长度128,分组模式CBC,填充标准PKCS#7,AES算法默认分组128bit消息验证码Hash算法能够完成密码学⽬标之⼀的完整性校验,但却不能避免消息被篡改,为避免消息被篡改,需要⽤到消息验证码.消息验证码⾮常重要,⼀般结合加密算法⼀起使⽤消息验证码的模型:MAC值 = mac(消息、密钥)MAC⼀般和原始消息⼀起传输,原始消息可以选择加密,也可以选择不加密,通信双⽅会以相同的⽅式⽣成MAC值,然后进⾏⽐较MAC算法种类:CBC-MAC算法和HMAC算法,http中使⽤最多的为HMAC算法.1. CBC-MAC算法:CBC-MAC算法从块密码算法的CBC分组模式演变⽽来,简单的说就是最后⼀个密钥分组的值就是MAC值2. HMAC算法:使⽤Hash算法作为加密基元,结合Hash算法有多种变种(HMAC-SHA-1、HMAC-SHA256、HMAC-SHA512)对称算法和MAC算法结合加密算法不能提供完整性,加密的同时必须引⼊MAC算法避免消息被篡改结合对称加密算法和MAC算法提供机密性额完整性的模式叫Authenticated Encryption(AE)加密模式,有三种:1. E&M模式:消息分别进⾏加密运算和MAC运算,然后将两个运算结果结合起来发送2. MtE模式:先对消息进⾏MAC计算,然后将消息和MAC值组合,再进⾏加密,最终加密值发送出去(http使⽤)3. EtM模式:先对消息进⾏加密得到密⽂,然后对密⽂再计算MAC值,最终将密⽂和MAC值组合在⼀起发送保证数据加密和完整性的三种模式:1. AEAD模式:在底层组合了加密算法和MAC算法,同事保证数据加密和完整性.2. CCM模式:使⽤CBC-MAC算法保证完整性,使⽤AES算法CTR模式保证加密3. GCM模式:GHASH进⾏MAC运算,AES算法CTR模式进⾏加密运算,拥有⼗分不错的效率和性能公开密钥算法特点:1. 功能不⼀样:对称算法主要⽤于加密和解密,⽽公开秘钥算法可以⽤于加密解密、秘钥协商、数字签名2. 运算速度很慢:相⽐对称加密算法来说,公开秘钥算法尤其是RSA算法运算⾮常慢3. 秘钥是⼀对:对称加密算法中,密钥是⼀串数字,加密者和解密者使⽤同样的密钥.公开密钥算法是⼀对,分别为公钥和私钥标准:1. RSA算法主要使⽤PKCS#I定义了两种机制处理填充问题,从⽽保证同样的明⽂、同样的密钥经过RSA加密,每次的密⽂都是不⼀样的2. 两种填充机制分别是RSAES-PKCSI-VI_5和RSAES-OAEP,⽬前推荐使⽤的填充标准是RSAES-OAEP,OpenSSL命令⾏默认使⽤的标准是RSAES-PKCSI-VI_5秘钥(安全性)是什么?1. 对称加密算法、MAC算法使⽤的密钥就是⼀串数字2. 公开密钥算法中的密钥四⼀对,由多个部分组成,但是本质上也可以认为由多个数字组成作⽤1. 名称:对称加密算法秘钥、作⽤:加密解密、说明:秘钥不能泄露2. 名称:⾮对称加密算法秘钥、作⽤:加密解密、说明:公钥可以公开,秘钥不能泄露3. 名称:MAC算法加密、作⽤:消息验证、说明:秘钥不能泄露4. 名称:数字签名算法秘钥、作⽤:⾝份验证、说明:公钥可以公开,秘钥不能泄露5. 名称:会话秘钥、作⽤:加密解密、说明:密钥不能泄密,该密钥⼀般配合对称加密算法进⾏加密解密6. 名称:基于⼝令的密钥、作⽤:进⾏权限校验,加密解密等、说明:⼝令不能泄密⽣命周期1. ⽣成(伪随机数⽣成器⼝令加密[PBE]算法、伪随机数⽣成器)2. 存储(静态秘钥[长期秘钥]、动态秘钥[会话秘钥])3. 解密4. 传输(硬编码在代码中⼝头、邮件)(秘钥协商算法[不⽤存储])秘钥协商算法密钥协商算法就是为解决密钥分配、存储、传输等问题,其也是公开秘钥算法的⼀种秘钥协商算法种类1. RSA秘钥协商算法:⾸先使⽤客户端⽣成⼀个会话秘钥,然后使⽤公钥加密发哥服务器,服务器解密会话秘钥.接下来服务端和客户端使⽤对称加密算法和会话秘钥加解密数据.2. DH秘钥协商算法:DH算法在进⾏密钥协商的时候,通信双⽅的任何⼀⽅⽆法独⾃计算出会话密钥,通信双⽅各⾃保留⼀部分关键信息,再将另外⼀部分信息告诉对⽅,双⽅有了全部信息告诉对⽅,双⽅有了全部信息才能共同计算出相同的会话密钥.ECC1. 为了保证DH的密钥对不被破解,提升安全性的主要⼿段就是增加密钥对的长度,但是长度越长,性能越低.为了解决性能问题,就有了椭圆曲线密码学(Elliptic Curv e Cryptography),简称ECC.2. ECC是新⼀代公开秘钥算法,主要优点就是安全性,极短的密钥能够提供很⼤的安全性,同时性能也很⾼.⽐如224⽐特的ECC密钥和2048⽐特的RSA密钥可以达到同样的安全⽔平,由于ECC密钥具有很短的长度,运算速度⾮常快.3. 在具体应⽤的时候,ECC可以结合其他公开密钥算法形成更快、更安全的公开密钥算法,⽐如结合DH密钥协商算法组成ECDH密钥协商算法,结合数学签名DSA算法组成ECDSA数字签名算法.4. ECC本质上就是⼀个数学公式,任何⼈基于公式都可以设计出椭圆曲线.[尽量选择性能更⾼、安全系数更⾼的命名曲线]数字签名1. 公开密钥算法的另外⼀种⽤途就是数字签名技术2. 解决⽅案:RSA签名算法DSA签名算法3. 数字签名⽤途防篡改:数据不会被修改,MAC算法也有这个特点防抵赖:消息签署者不能抵赖防伪造:发送的消息不能够伪造,MAC算法也有这个特点4. 数字签名流程:⽣成流程1. 发送者对消息计算摘要值2. 发送者⽤私钥对摘要值进⾏签名得到签名值3. 发送者将原始消息和签名值⼀同发给接受者4.验证流程1. 接收者接收到消息后,拆分出消息和消息签名值A2. 接收者使⽤公钥对消息进⾏运算得到摘要值B3. 接收者对摘要值B和签名值A进⾏⽐较,如果相同表⽰签名验证成功,否则就会验证失败4.3. 密码学算法应⽤场景算法安全预测摩尔定律应⽤场景Hash算法(信息摘要算法)1. 算法:MD5、SHA-1、SHA-2、SHA-32. 性能:机密性、完整性3. 应⽤场景:存储账号和⼝令(hash算法加salt)⽣成信息摘要,校验数据完整对称加密算法1. 算法:DES、3DES、AES、RC42. 性能:机密性3. 应⽤场景:对效率有要求的实时数据加密通信(使⽤VPN或者代理进⾏加密通信时)⼤批量数据加密时HTTP加密通讯时公开秘钥算法1. 算法:RSA、DSA、ECC2. 性能:机密性3. 应⽤场景:秘钥加密数字签名单向加密双向加密消息验证码(MAC)1. 算法:CBC-MAC、HMAC2. 性能:完整性3. 应⽤场景:对机密性要求不⾼,只保障完整性和不被篡改时数字签名算法1. 算法:RSA数字签名算法、DSA数字签名算法、ECDSA数字签名算法2. 性能:⾝份验证、不可抵赖性3. 应⽤场景:防篡改防抵赖防伪造4. 密码学算法安全性和性能秘钥长度与算法安全安全的关键要素是秘钥的长度,理论上秘钥越长就越安全,但是秘钥越长性能就下降很多密码学算法性能性能和安全是密码学算法重要指标,在选择时尽量选择安全性⾼的算法,在此基础上在选择性能⾼的算法5. 总结机密性对称算法公开秘钥算法完整性Hash函数算法MAC:基于Hash函数算法、基于对称算法(CBC)数字签名算法⾝份验证HMAC数字签名算法不可抵赖性数字签名算法。
对称密码算法或密码杂凑算法
对称密码算法或密码杂凑算法密码算法是信息安全领域中的重要组成部分，它们用于保护数据的机密性和完整性。
对称密码算法和密码杂凑算法是两种常见的密码算法类型。
对称密码算法是一种使用相同密钥进行加密和解密的算法。
这意味着发送方和接收方必须共享相同的密钥才能进行通信。
对称密码算法的优点是加密和解密速度快，适用于大量数据的加密。
常见的对称密码算法有DES、AES和RC4等。
DES（Data Encryption Standard）是一种对称密码算法，它使用56位密钥对数据进行加密和解密。
尽管DES在过去被广泛使用，但由于其密钥长度较短，易受到暴力破解攻击，因此现在已经被更安全的算法所取代。
AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称密码算法，它使用128位、192位或256位密钥对数据进行加密和解密。
AES算法被广泛应用于各种领域，包括电子商务、云计算和移动通信等。
由于其较长的密钥长度和高度的安全性，AES算法被认为是目前最安全的对称密码算法之一。
RC4是一种流密码算法，它使用变长密钥对数据进行加密和解密。
RC4算法简单高效，适用于对实时数据进行加密，如音频和视频流。
然而，由于RC4算法存在一些安全漏洞，如密钥重用和偏差攻击，因此在一些安全敏感的应用中已经不再推荐使用。
与对称密码算法不同，密码杂凑算法是一种单向函数，它将任意长度的输入数据转换为固定长度的输出，通常称为哈希值。
密码杂凑算法的主要应用是验证数据的完整性和生成数字签名。
常见的密码杂凑算法有MD5、SHA-1和SHA-256等。
MD5（Message Digest Algorithm 5）是一种广泛使用的密码杂凑算法，它将任意长度的输入数据转换为128位的哈希值。
然而，由于MD5算法存在碰撞攻击和预映射攻击等安全漏洞，因此在一些安全敏感的应用中已经不再推荐使用。
SHA-1（Secure Hash Algorithm 1）是一种密码杂凑算法，它将任意长度的输入数据转换为160位的哈希值。
密码法分类的密码
密码法分类的密码
密码法分类的密码指的是根据密码法的不同分类而产生的密码。
一般来说，密码法可以分为以下几种：置换密码、代换密码、置换代换密码、流密码和分组密码。
置换密码是指将明文中的字母或符号按照一定规律进行调换或
交换。
常见的置换密码有凯撒密码和栅栏密码。
代换密码是指用一种字母或符号代替另一种字母或符号，也就是将明文中的每个字母或符号都替换为另一个字母或符号。
常见的代换密码有单表代换密码和多表代换密码。
置换代换密码是指将置换密码和代换密码结合起来使用，既进行了字母调换又进行了字母代换。
常见的置换代换密码有培根密码和维吉尼亚密码。
流密码是指按照某种规律生成一串伪随机数流，并利用该流进行加密。
常见的流密码有RC4和A5/1。
分组密码是指将明文按照一定的长度分成若干块，每个块分别进行加密，最后将加密后的块组合起来形成密文。
常见的分组密码有DES和AES。
以上就是密码法分类的密码，它们都有各自的特点和应用场景，但同时也都存在一定的安全问题。
为了保证信息的安全性，需要根据具体情况选择合适的密码方式，并采取相应的安全措施。
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各种加密算法
各种加密算法⼀、对称加密加解密原理：加密密钥与解密密钥相同。
DES（Data Encryption Standard）：数据加密标准，速度较快，适⽤于加密⼤量数据的场合。
3DES（Triple DES）：是基于DES，对⼀块数据⽤三个不同的密钥进⾏三次加密，强度更⾼；AES（Advanced Encryption Standard）：⾼级加密标准，是下⼀代的加密算法标准，速度快，安全级别⾼，AES 标准的⼀个实现是 Rijndael 算法;RC2和RC4：⽤变长密钥对⼤量数据进⾏加密，⽐ DES 快；对称加密算法⽐较名称算法类型密钥长度运算速度安全性破解时间资源消耗DES5656位较快低较快低3DES对称feister 密码112 、168 位慢中46亿年中AES对称block 密码128、192、快⾼1490000亿年低256 位⼆、⾮对称加密加解密原理：公钥加密，私钥解密。
RSA：由 RSA公司发明，是⼀个⽀持变长密钥的公共密钥算法，需要加密的⽂件块的长度也是可变的；ECC（Elliptic Curves Cryptography）：椭圆曲线密码编码学；ECC和RSA相⽐，主要优势：l 抗攻击性强：相同的密钥长度，其抗攻击性要强很多倍。
l 计算量⼩，处理速度快：ECC总的速度⽐RSA、DSA要快得多。
l 存储空间占⽤⼩：ECC的密钥长度和系统参数与RSA、DSA相⽐要⼩得多，占的存贮空间要⼩得多。
这对于加密算法在IC卡上的应⽤具有特别重要的意义。
l 带宽要求低：当对长消息进⾏加解密时，三类密码系统有相同的带宽要求，但应⽤于短消息时ECC带宽要求却低得多。
使ECC在⽆线⽹络领域具有⼴泛的应⽤前景。
RSA和ECC的⽐较名称成熟度安全性运算速度资源消耗RSA⾼⾼慢⾼ECC低⾼快低(计算量⼩，存储空间⼩，带宽要求低)三、对称加密与⾮对称加密⽐较对称加密与⾮对称加密⽐较名称密钥管理安全性速度适合场景对称加密⽐较难，不适合互联⽹，⼀般⽤于内部系统中快好⼏个数量级适合⼤量数据加密处理，不⽀持数字签名⾮对称加密密钥管理容易⾼慢适合⼩量数据加密，⽀持数字签名实际应⽤：采⽤⾮对称加密算法管理对称算法的密钥，⽤对称加密算法加密数据，即提⾼了加密速度，⼜实现了解密的安全RSA建议采⽤1024位的数字，ECC建议采⽤160位，AES采⽤128为即可。
国密算法 类型
国密算法类型
国密算法，全称为中国商用密码算法，是中国自主研发的一套加密算法标准。
国密算法分为对称密码算法、非对称密码算法和杂凑算法三个类型。
1. 对称密码算法：国密算法中的对称密码算法包括SM1、SM4。
SM1是一种分组密码算法，适用于数据加密和解密。
SM4是一种分组密码算法，适用于大数据传输和存储加密。
2. 非对称密码算法：国密算法中的非对称密码算法包括SM2、SM9。
SM2是一种椭圆曲线公钥密码算法，适用于数字签名、密钥交换和公钥加密。
SM9是一种基于双线性对的公钥密码算法，适用于身份认证、密钥交换和签名等场景。
3. 杂凑算法：国密算法中的杂凑算法包括SM3。
SM3是一种密码杂凑算法，适用于信息摘要和数字签名验证等场景，具有高度安全性和抗碰撞能力。
国密算法在我国的信息安全领域得到广泛应用，有着重要的意义和作用。
常用简易数据加密算法
常用简易数据加密算法（实用版）目录1.概述2.常用简易数据加密算法2.1 Caesar 密码2.2 维吉尼亚密码2.3 希尔密码2.4 Playfair 密码2.5 RSA 密码3.总结正文1.概述数据加密是指将数据按照一定的规则进行转换，使得未经授权的人无法解读数据的含义。
在计算机和网络技术高度发达的今天，数据加密技术被广泛应用于各种场景，如保护个人隐私、确保网络通信安全等。
简易数据加密算法是其中一种类型，特点是加密过程简单，容易理解和实现。
本文将介绍几种常用的简易数据加密算法。
2.常用简易数据加密算法2.1 Caesar 密码Caesar 密码是一种非常简单的加密方法，其原理是将明文中的每个字符都用按字母表顺序右移（或左移）一定的位数来置换。
例如，左移 3 位，则明文中的 A 加密后变为 D，加密后的文本与明文文本形式相同，但含义完全不同。
2.2 维吉尼亚密码维吉尼亚密码是一种基于维吉尼亚密钥的加密方法。
加密时，先将明文分成长度为 k 的组，然后根据密钥 k 中的字母顺序，将每组明文字母进行替换。
例如，若密钥为“abc”，则将明文“甲乙丙”加密为“戍己庚”。
2.3 希尔密码希尔密码是一种基于矩阵的加密方法，其原理是将明文中的每个字符通过矩阵操作后得到密文。
矩阵操作包括行换位、列换位和按列进行异或操作等。
希尔密码的加密过程较为复杂，但加密效果较好。
2.4 Playfair 密码Playfair 密码是一种基于矩阵和替换的加密方法。
加密时，先将明文分成长度为 n 的组，然后根据密钥矩阵进行行换位、列换位和按列进行异或操作。
最后，将每组的字符进行替换。
Playfair 密码的加密效果较好，但加密和解密过程较为繁琐。
2.5 RSA 密码RSA 密码是一种基于大数因子分解的非对称加密算法。
其原理是找到两个大素数 p 和 q，计算它们的乘积 n=pq，然后选择一个与 (p-1)(q-1) 互质的正整数 e 作为加密密钥，计算 d 作为解密密钥。
常用加密算法介绍
5.3 常用加密算法介绍5.3.1 古典密码算法古典密码大都比较简单，这些加密方法是根据字母的统计特性和语言学知识加密的，在可用计算机进行密码分析的今天，很容易被破译。
虽然现在很少采用，但研究这些密码算法的原理，对于理解、构造和分析现代密码是十分有益的。
表5-1给出了英文字母在书报中出现的频率统计。
表5-1 英文字母在书报中出现的频率古典密码算法主要有代码加密、替换加密、变位加密、一次性密码簿加密等几种算法。
1．代码加密代码加密是一种比较简单的加密方法，它使用通信双方预先设定的一组有确切含义的如日常词汇、专有名词、特殊用语等的代码来发送消息，一般只能用于传送一组预先约定的消息。
密文：飞机已烧熟。
明文：房子已经过安全检查。
代码加密的优点是简单好用，但多次使用后容易丧失安全性。
2．替换加密将明文字母表M 中的每个字母替换成密文字母表C中的字母。
这一类密码包括移位密码、替换密码、仿射密码、乘数密码、多项式代替密码、密钥短语密码等。
这种方法可以用来传送任何信息，但安全性不及代码加密。
因为每一种语言都有其特定的统计规律，如英文字母中各字母出现的频度相对基本固定，根据这些规律可以很容易地对替换加密进行破解。
以下是几种常用的替换加密算法。
1）移位密码是最简单的一类代替密码，将字母表的字母右移k个位置，并对字母表长度作模运算，其形式为：ek (m)=(k+m)=c mod q，解密变换为：dk(c)=(m-k)=mmod q。
凯撒(Caesar)密码是对英文26个字母进行移位代替的密码，其q=26。
这种密码之所以称为凯撒密码，是因为凯撒使用过k=3的这种密码。
2）乘数密码也是一种替换密码，它将每个字母乘以一个密钥k，ek(m)=km mod q，其中k和q是互素的，这样字母表中的字母会产生一个复杂的剩余集合，若是和q不互素，则会有一些明文字母被加密成相同的密文字母，而且不是所有的字母都会出现在密文字母表中。
异或运算（XOR）也常用于替换加密，加密：c=m XOR k，解密：m=c XOR k。
密码公式大全
密码公式大全
以下是几种常见的密码公式：
1. 凯撒密码：密文 = 明文 + 密钥。
2. 替换密码：密文 = 明文密钥。
3. 乘法密码：密文 = (明文密钥) % m。
4. 仿射密码：密文 = (明文乘数 + 位移数) % m。
5. 希尔密码：每个字母当作26进制数字，一串字母当成n维向量，跟一个n×n的矩阵相乘，再将得出的结果MOD26。
6. 摩斯电码：用点（Dot）和划（Dash）的组合来表示各个英文字母或标点。
7. 猪圈密码（亦称朱高密码、共济会暗号、共济会密码或共济会员密码）：一种以格子为基础的简单替代式密码。
请注意，以上公式中的“密钥”是一个特定的值或参数，用于将明文转换为密文。
在实际应用中，密钥的保密性是至关重要的，因为它可以影响加密的安全性。
同时，不同的密码算法适用于不同的应用场景，选择合适的算法需要考虑多种因素，包括安全性、效率、可用性和成本等。
典型密码算法
5
2、密码体制应当满足的要求
（1）系统即使达不到理论上是不可破的，也应 当是计算上保密的。
（2）系统的保密性不依赖于对加密体制或算法 的保密，而依赖于密钥。
（3）加密算法和脱密算法适用于密钥空间中的 所有元素。
0 15 01 0 8 14 0 6 11 03 04 09 07 0 2 13 12 00 0 5 10 1 0 3 13 04 0 7 15 02 0 8 14 12 00 0 1 10 06 0 9 11 05
S2 2 0 0 14 0 7 11 10 0 4 13 01 05 0 8 12 06 09 03 02 15
3 0 3 15 00 0 6 10 0 1 13 08 09 04 0 5 11 12 07 0 2 14
0 0 2 12 04 01 0 7 10 11 06 08 05 0 3 15 13 0 0 14 09
S5
1 2
14 11 0 2 12 04 0 7 13 01 05 0 0 15 10 03 09 08 06 04 02 0 1 11 10 13 07 0 8 15 0 9 12 05 06 03 0 0 14
Li
Ri
Ki
Feistel模型
16
DES算法的 F 函数
a1 a2 …a32
1
E
a’1 a’2 …a’48
k1 k2 …k48
⊕
2
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
3
P
17
①扩展变换----E盒
密码学加密算法
密码学加密算法密码学加密算法是将明文转化为密文，并且只有获得特殊密钥才能再次转化成明文的算法。
密码学加密算法是保护数据安全的重要工具，在很多领域都有广泛的应用。
本文将介绍几种常见的密码学加密算法：对称加密算法、非对称加密算法、哈希算法和数字签名算法。
一、对称加密算法对称加密算法是一种基于密钥的加密算法，它使用相同的密钥进行数据的加密和解密。
最常见的对称加密算法有DES、3DES、AES等。
其中DES是最早的对称加密算法之一，它是由IBM公司研发出来的。
DES算法的密钥长度是56位，它的加密速度和安全性都比较适中。
对称加密算法的优点是加密和解密速度快，适用于大量数据的加密。
对称加密算法的密钥需要在加密和解密的双方之间共享，一旦密钥泄露，数据就会遭到破解。
DSA是Digital Signature Algorithm的缩写，它是一种数字签名算法，与RSA类似，也是一种非对称加密算法。
DSA算法主要用于数字签名，验证数字文件的发送者身份。
ECC 是椭圆曲线加密算法的缩写，它是一种新兴的非对称加密算法。
ECC算法的密钥长度比RSA 和DSA要短，加密速度更快，同时安全性也更高。
三、哈希算法哈希算法，也称摘要算法，是一种基于散列函数的算法，它将任意长度的数据转换成固定长度的哈希值。
常见的哈希算法有MD5、SHA-1、SHA-2等。
其中MD5是最常用的哈希算法之一，它将任意长度的数据转换成128位的哈希值。
SHA-1和SHA-2是美国国家安全局的标准算法，它们将数据转换成160位和256位的哈希值。
哈希算法的优点是可以快速地对数据进行签名或校验，同时哈希值的长度是固定的，方便进行比较。
哈希算法不能从哈希值推出原始数据，也无法验证数据的完整性。
四、数字签名算法数字签名算法是一种利用非对称加密算法实现数据签名的方法。
数字签名算法可以验证数据的完整性和真实性，避免数据被篡改或伪造。
最常见的数字签名算法有RSA、DSA、ECDSA等。
信息安全工程师综合知识大纲考点：常用密码算法
信息安全工程师综合知识大纲考点：常用密码算法【考点分析】：重点掌握，特别是RSA密码算法。
【考点内容】：一、DES密码算法DES（Data Encryption Standard）是一个分组加密算法，支持64比特的明文块加密，其密钥长度为56比特。
三重DES（Triple Data Encryption Algorithm，TDEA）TDEA 算法的工作机制是使用DES 对明文进行“加密一解密一加密”操作，即对DES 加密后的密文进行解密再加密，而解密则相反。
设Ek（）和Dk（）代表DES算法的加密和解密过程，K代表DES 算法使用的密钥，I代表明文输入，O代表密文输出，则：TDEA的加密操作过程如下∶TDEA的解密操作过程如下∶二、IDEA密码算法IDEA （International Data Encryption Algorithm）是国际数据加密算法的简单记，是一个分组加密算法，其明文和密文分组都是64比特，密钥长度为128比特。
该算法的设计思想是“混合使用来自不同代数群中的运算”。
三、AES密码算法AES （Advanced Encryption Standard）算法：由美国国家标准技术研究所（NIST）发起征集，目的是确定一个非保密的、公开的、全球免费使用的分组密码算法，用于保护下一世纪政府的敏感信息。
密码系统支持至少128 比特长的分组；密码支持的密钥长度至少为128/192和256比特。
四、RSA密码算法RSA 算法是非对称算法，在RSA加密算法中，公钥和私钥都可以用于加密消息，用于加密消息的密钥与用于解密消息的密钥相反。
RSA算法提供了一种保护网络通信和数据存储的机密性、完整性、真实性和不可否认性的方法。
目前，SSH、OpenPGP、S/MIME和SSL/TLS都依赖于RSA进行加密和数字签名的功能。
RSA算法在浏览器中使用，能够在不可信任的互联网中建立安全连接。
RSA 签名验证时网络连接系统中最常见的执行操作之一。
国际密码标准的密码算法
国际密码标准的密码算法
国际密码标准中，常用的密码算法有DES、AES、RSA等。
其中，DES是一种对称密码算法，密钥长度为56位，被广泛应用于数据加密、电子邮件等领域；AES是一种高级加密标准，也是对称密码算法，支持密钥长度为128、192或256位，被广泛应用于保护机密数据的
传输和存储；RSA是一种非对称密码算法，采用公钥和私钥进行加密和解密，密钥长度一般为1024或2048位，被广泛应用于数字签名、安全通信等领域。
这些密码算法在保护信息安全方面发挥着重要作用，也在不断地进行改进和演化，以应对不断增长的安全威胁。
- 1 -。
简述传统密码算法的分类及概念
简述传统密码算法的分类及概念传统密码算法就像是密码世界里的各路门派，各有各的看家本领呢。
先说说对称密码算法吧。
这就好比是两个人有一把一模一样的钥匙，既能用来锁东西，又能用来开锁。
在对称密码算法里，加密和解密用的是同一个密钥。
比如说常见的DES算法，就像一个小卫士，它把信息搅得乱七八糟，只有拿着那把特殊的“钥匙”才能还原。
这就像你把自己的宝贝藏在一个特制的盒子里，这个盒子有个特殊的锁，只有那一把钥匙能打开。
对称密码算法的优点是速度快呀，就像短跑运动员一样，处理起信息来刷刷的。
不过它也有小烦恼，那就是密钥的管理有点麻烦。
要是好多人都要用这个算法通信，那这把“钥匙”怎么安全地给到每个人手里就成了个头疼的问题，就像要把同一把珍贵的钥匙分给好多远在各地的朋友，还得保证途中不被偷走一样难。
再聊聊非对称密码算法。
这可就有趣多了，它就像是两个人有不同的钥匙，一个是公钥，就像是对外公开的邮箱地址，谁都能知道；另一个是私钥，这可是自己的小秘密，不能随便给人看的。
用公钥加密的信息，只有对应的私钥才能解密。
就好比你给朋友写信，把信放在一个只有他有特殊钥匙才能打开的信箱里。
RSA算法就是非对称密码算法里很出名的一个。
非对称密码算法的好处是安全性比较高，密钥管理起来也方便多了。
可它也有自己的小脾气，那就是计算速度相对慢一些，就像乌龟爬一样，没有对称密码算法那么迅速。
还有一种是散列函数。
这东西有点像信息的指纹。
不管信息多长多复杂，经过散列函数一处理，就会生成一个固定长度的小标签。
这个小标签是独一无二的，只要信息稍微有一点点变化，这个标签就完全不一样了。
就像每个人的指纹都是独特的，哪怕你手指上多了个小伤口，指纹就变了。
MD5和SHA - 1就是比较有名的散列函数。
不过MD5现在不太安全了，就像一个老房子，到处都是漏洞，容易被坏人找到破绽。
SHA - 1也有点类似的问题，所以现在大家都在找更靠谱的散列函数，就像要找一个更坚固的新房子来保护重要的东西。
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密码学
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Rijndael
不属于Feistel结构 加密、解密相似但不对称 支持128/32=Nb数据块大小 支持128/192/256(/32=Nk)密钥长度 有较好的数学理论作为基础 结构简单、速度快
密码学
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Rijndael安全性
没有发现弱密钥或补密钥 能有效抵抗目前已知的攻击算法
密码学
21
使用图
密码学
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CBC的特点
相同的明文在相同的密钥和IV作用下，产生相同的密文。 如果改变IV，或密钥，或第一个明文块，将会产生比不 同的密文
链式机制会使得密文cj与明文xj以及前面所有的明文块 都有关系。这种关联表现在前面密文块的值上。因此， 密文块的重新排列会影响解密。一个密文块的正确破译 需要用到先前的密文块
但是因为相同的明文分组永远被加密成相同的密 文分组，因此在理论上制作一个包含明文和其相 对应的密文的密码本是可能的，如果密码分析者 掌握着大量的明密文对，他就可以在不知道密钥 的情况下解密出部分明文消息，从而为进一步解 密提供线索。
密码学
20
CBC
每一个密文分组Y， 在用密钥K加密之前， 都要先跟下一个明文 分组相异或
冗长密钥调度算法： Blowfish
可变的F：CAST-128
发展趋势：
可变长明文/密文块长度、可变圈数、每圈 操作作用于全部数据
密码学
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分组密码算法总体研究趋势
模型研究 选取适当的密码特性好的非线性模块
和线性模块，构造分组密码算法
密码学
11
Feistel 与SP相结合
线性攻击 差分攻击
密码学
14
密码算法的使用
标准工作模式 如何用到实际工程之中构建安全的信息
传递通道
密码学
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密码工作模式的目的
解决密钥的产生和使用问题
安全性依赖于基本密码，而不依赖模式。工作模 式不会损害算法的安全性
1980 年 12 月，FIPS81 标准化了为 DES 开发 的四种工作模式，这些工作模式可用于任何分组 密码：
电子密码本模式（ECB）
密码反馈模式（CFB）
密码分组链接模式（CBC）
输出反馈模式（OFB）
密码学
16
ECB
一个明文分组加密成 一个密文分组，每个 明文分组都可被独立 地进行加解密，因而 对整个明文序列的加 解密可以以随机的顺 序进行
密码学
17
使用图
密码学
18
ECB的特点-1
相同的明文块在相同的密钥作用下产生相同的密 文(明文相同性)
按照保密的内容分： 受限制的(restricted)算法：算法的保密性
基于保持算法的秘密。
基于密钥(key-based)的算法：算法的保密 性基于对密钥的保密。
密码学
4
密码算法分类-ii
基于密钥的算法，按照密钥的特点分类：
对称密码算法(symmetric cipher)：又称传统密码算法 (conventional cipher)，就是加密密钥和解密密钥相同，或 实质上等同，即从一个易于推出另一个。又称秘密密钥算法 或单密钥算法。
密码学
6
密码算法分类-iv
按照对明文的处理方式：
分组密码(block cipher)：将明文分成固定 长度的组，用同一密钥和算法对每一块加 密，输出也是固定长度的密文。
流密码(stream cipher)：又称序列密码。序 列密码每次加密一位或一字节的明文，也 可以称为流密码。
序列密码是手工和机械密码时代的主流
非对称密钥算法(asymmetric cipher)：加密密钥和解密密
钥不相同，从一个很难推出另一个。又称公开密钥算法
(public-key cipher)。公开密钥算法用一个密钥进行加密, 而
用另一个进行解密。其中的加密密钥可以公开,又称公开密
钥(public key)，简称公钥。解密密钥必须保密,又称私人密
块可以被恢复
密码学
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密码算法分类-v
公开密钥密码: 大部分是分组密码，只有概率密码体制属
于流密码 用法：每次对一块数据加密 用途：数字签名,身份认证 举例：RSA, ECC, ElGamal
加密解密速度慢
密码学
8
现代常规分组加密算法—发展趋势
一种是对DES进行复合，强化它的抗攻击 能力
另一种是开辟新的方法，即象DES那样加 解密速度快，又具有抗差分攻击和其他方 式攻击的能力
新理论、新技术：量子密码、生物密码
密码学
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对称密码算法简介
可变密钥长度: RC5
混合运算IDEA
数据相关的圈数RC5
密钥相关的圈数CAST-128
密钥相关的S盒: Blowfish
明文块被相互独立的加密，密文块的重新排序会 引起相应明文的重新排序(前后关联性)
一个密文块中一位或几位比特位出现错误，它只 影响这个块本身的解密 (错误增殖)
密码学
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ECB的特点-2
独立地进行加解密，因而对整个明文序列的加解 密可以以随机的顺序进行
这对于加解密以随机顺序存储的文件，如数据库， 是非常重要的
钥(private key)。简称私钥
密码学
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密码算法分类-iii
• 其中对称密钥密码又可分为：
分组密码 特点：每次对一块数据加密 应用：多数网络加密应用 举例：DES,IDEA,RC6,Rijndael
流密码—序列密码 特点：每次对一位或一字节加密 应用：手机 One-time padding,Vigenére,Vernam
一个密文块中的一个比特位的错误会影响到它本身和随
后的一个密文块的破译。这是因为第j个明文与第j和j-1
个密文相关。对手可以通过改变cj 来改变明文xj+1。
错误恢复。CBC模式是自同步，或称自动密钥加密的。
因此，如果在第j个密文块出现了错误，包括一个或多个
块的丢失，但第j+1,j+2个块是正确的话，第j+2个明文
密码学理论与技术
范明钰
课堂作业
1. 基本概念部分没有理解的问题 2. 古典密码部分没有理解的问题 3. 现代密码部分没有理解的问题 4. 课程到此所遇到的其他有关密码学的不理
解的问题
密码学
2
主要内容
算法分类 密码算法面临的问题和发展趋势 算法的使用 操作模式
密码学
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密码算法分类-i