学文网计算机等考三级网络技术知识点：加密技术
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计算机等考三级网络技术知识点：加密技术
1.密码学基本概念
(1)密码学基本术语
明文：原始的消息。
密文：加密后的消息。
加密：从明文到密文的变换过程。
解密：从密文到明文的变换过程。
密码编码学：研究各种加密方案的学科。
密码体制或密码：加密方案。
密码分析学(破译)：研究破译密码获得消息的学科。
密码学：密码编码学和密码分析学的统称。
(2)密码编码学
密码编码学具有3个***的特征。
①转换明文为密文的运算类型。所有的加密算法都基于两个原理：代换和置换。
②所用的密钥数。如果发送方和接收方使用相同的密钥，这种密码就是对称密码、单密钥密码或传统密码：否则就是非对称密码、双钥密码或公钥密码。
③处理明文的方法。加密算法可以分为分组密码和流密码。分组密码每次处理一个输入分组，相应输出一个分组。典型的分组是64位或128位。而流密码是连续地处理输入元素，每次输出一个元素。一般而言，分组密码的引用范围要比流密码广泛。绝大多数基于网络的对称密码应用使用的都是分组密码。
(3)密码分析学
攻击密码体制一般有两种方法：
①密码分析学。密码分析学的攻击依赖于算法的性质和明文的一般特征或某些明密文对。
②穷举攻击。攻击者对一条密文尝试所有的可能的密钥，直到解密。基于加密信息的攻击类型见下表。
一般来说，加密算法起码要能经受得住已知明文攻击。
(4)无条件安全与计算上的安全
如果无论有多少可使用的密文，都不足以惟一地确定由该体制产生密文所对应的明文，则加密体制是无条件安全的。加密体制满足以下两个条件才是计算上安全的。
①破译密码的代价超出密文信息的价值。
②破译密码的时间超出密文信息的有效生命期。
(5)代换与置换技术
代换与置换技术是几乎所有的对称加密用到的两种技巧。
代换法是将明文字母替换成其他字母、数字或符号的方法。典型的算法包括：Caesar密码、单表代换密码、playfak密码、Hill密码、多表代换密码以及一次一密。已知最早的代换密码是由 JuliusCaesar发明的Caesar密码。
置换法是将明文通过置换而形成新的排列。最简单的例子是栅栏技术，按对角线的顺序写入明文，而按行的顺序读出作为密文。单纯的置换密码容易被识破，多部置换密码比较安全一些。
计算机等考三级网络技术知识点
1信息加密技术
在保障信息安全各种功能特性的诸多技术中，密码技术是信息安全的核心和关键技术，通过数据加密技术，可以在一定程度上提高数据传输的安全性，保证传输数据的完整性。一个数据加密系统包括加密算法、明文、密文以及密钥，密钥控制加密和解密过程，一个加密系统的全部安全性是基于密钥的，而不是基于算法，所以加密系统的密钥管理是一个非常重要的问题。
数据加密过程就是通过加密系统把原始的数字信息(明文)，按照加密算法变换成与明文完全不同得数字信息(密文)的过程。
假设E为加密算法，D为解密算法，则数据的加密解密数学表达式为：P=D(KD，E(KE，P))
2数据加密技术
2.1数据加密技术
数据加密技术主要分为数据传输加密和数据存储加密。数据传输加密技术主要是对传输中的数据流进行加密，常用的有链路加密、节点加密和端到端加密三种方式。
链路加密是传输数据仅在物理层前的数据链路层进行加密，不考虑信源和信宿，它用于保护通信节点间的数据，接收方是传送路径上的各台节点机，信息在每台节点机内都要被解密和再加密，依次进行，直至到达目的地。
与链路加密类似的节点加密方法，是在节点处采用一个与节点机相连的密码装置，密文在该装置中被解密并被重新加密，明文不通过节点机，避免了链路加密节点处易受攻击的缺点。
端到端加密是为数据从一端到另一端提供的加密方式。数据在发送端被加密，在接收端解密，中间节点处不以明文的形式出现。端到端加密是在应用层完成的。在端到端加密中，除报头外的的报文均以密文的形式贯穿于全部传输过程，只是在发送端和接收端才有加、解密设备，而在中间任何节点报文均不解密，因此，不需要有密码设备，同链路加密相比，可减少密码设备的数量。另一方面，信息是由报头和报文组成的，报文为要传送的信息，报头为路由选择信息，由于网络传输中要涉及到路由选择，在链路加密时，报文和报头两者均须加密。而在端到端加密时，由于通道上的每一个中间节点虽不对报文解密，但为将报文传送到目的地，必须检查路由选择信息，因此，只能加密报文，而不能对报头加密。这样就容易被某些通信分析发觉，而从中获取某些敏感信息。
链路加密对用户来说比较容易，使用的密钥较少，而端到端加密比较灵活，对用户可见。在对链路加密中各节点安全状况不放心的情况下也可使用端到端加密方式。
2.2数据加密算法
数据加密算法有很多种[3-4]，密码算法标准化是信息化社会发展得必然趋势，是世界各国保密通信领域得一个重要课题。按照发展进程来分，经历了古典密码、对称密钥密码和公开密钥密码阶段，古典密码算法有替代加密、置换加密;对称加密算法包括DES和AES;非对称加密算法包括RSA、背包密码、McEliece密码、Rabin、椭圆曲线、EIGamalD_H等。目前在数据通信中使用最普遍的算法有DES算法、RSA算法和PGP算法等。
(1)DES加密算法(数据加密标准)
DES是一种对二元数据进行加密的算法，数据分组长度为64位，密文分组长度也是64位，使用的密钥为64位，有效密钥长度为56位，有8位用于奇偶校验，解密时的过程和加密时相似，但密钥的顺序正好相反。
DES算法的弱点是不能提供足够的安全性，因为其密钥容量只有56位。由于这个原因，后来又提出了三重DES或3DES系统，使用3个不同的密钥对数据块进行(两次或)三次加密，该方法比进行普通加密的三次块。其强度大约和112比特的密钥强度相当。
(2)RSA算法
RSA算法既能用于数据加密，也能用于数字签名，RSA的理论依据为：寻找两个大素数比较简单，而将它们的乘积分解开则异常困难。在RSA算法中，包含两个密钥，加密密钥PK，和解密密钥SK，加密密钥是公开的，其加密与解密方程为：
其中n=p×q，P∈[0，n-1]，p和q均为大于10100的素数，这两个素数是保密的。
RSA算法的优点是密钥空间大，缺点是加密速度慢，如果RSA和DES结合使用，则正好弥补RSA的缺点。即DES用于明文加密，RSA用于DES密钥的加密。由于DES加密速度快，适合加密较长的报文;而RSA可解决DES密钥分配的问题。
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