加密算法简介

加密算法简介

加密算法是保障信息安全的核心技术，根据加密密钥与解密密钥的关系，可分为对称加密算法和非对称加密算法两大类。以下介绍几种常见的加密算法：

对称加密算法（Symmetric Encryption）

对称加密算法的特点是加密和解密使用相同的密钥，运算速度快，适合处理大量数据。

AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）

• 地位：目前应用最广泛的对称加密算法，是美国联邦政府采用的标准，替代了 DES。
• 特点：
  • 支持多种密钥长度：128 位、192 位、256 位，密钥长度越长，安全性越高（256 位安全性最高）。
  • 加密效率高，适合加密大文件或实时通信数据（如 HTTPS 的对称加密阶段、文件加密等）。
  • 分组加密：将数据分成固定长度的块（128 位）进行加密，采用迭代加密方式。
• 应用场景：数据库加密、本地文件加密、SSL/TLS 会话中的数据传输加密等。

DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）

• 地位：早期广泛使用的对称加密算法，后因安全性不足被 AES 替代。
• 特点：
  • 密钥长度为 56 位（实际存储为 64 位，含 8 位校验位），密钥长度过短，容易被暴力破解。
  • 分组加密：以 64 位为分组对数据加密。
• 局限性：随着计算能力提升，56 位密钥已无法满足安全需求，目前已基本被淘汰，仅在一些 legacy 系统中存在。
• 衍生算法：3DES（Triple DES），通过三次 DES 加密提高安全性，但效率较低，逐渐被 AES 取代。

非对称加密算法（Asymmetric Encryption）

非对称加密算法使用一对密钥：公钥（公开，用于加密）和私钥（保密，用于解密），安全性基于数学难题（如大整数分解、离散对数），但运算速度较慢，适合加密少量数据（如密钥交换）。

RSA

• 地位：最著名的非对称加密算法之一，由 Rivest、Shamir、Adleman 三人提出。
• 原理：基于大整数分解难题 —— 将两个大质数相乘容易，但分解其乘积极为困难。
• 特点：
  • 密钥长度可灵活选择（通常为 1024 位、2048 位、4096 位），密钥越长安全性越高，但运算速度越慢。
  • 支持加密和数字签名（私钥签名，公钥验证）。
• 应用场景：SSL/TLS 中的密钥交换（如 RSA 握手）、数字证书签名、安全通信中的身份验证等。

DSA（Digital Signature Algorithm，数字签名算法）

• 地位：美国联邦政府推荐的数字签名标准，主要用于数字签名，而非数据加密。
• 原理：基于离散对数难题，安全性与 RSA 相当，但设计更专注于签名功能。
• 特点：
  • 仅支持数字签名（验证数据完整性和发送者身份），不支持数据加密或密钥交换。
  • 签名和验证效率较高，密钥长度通常为 1024 位（可扩展至 2048 位）。
• 应用场景：软件分发（验证软件未被篡改）、电子合同签名、文档完整性校验等。