軟件加密算法都有哪些，這些算法在哪些方面得到了應(yīng)用?

伴隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，數(shù)據(jù)應(yīng)用變得頻繁起來(lái)，數(shù)據(jù)安全應(yīng)該如何保護(hù)?軟件加密算法都有哪些，這些算法在哪些方面得到了應(yīng)用?慢慢讀下去，你會(huì)發(fā)現(xiàn)圍繞在我們身邊的“小密碼”。

對(duì)稱加密算法

對(duì)稱加密算法是應(yīng)用較早的加密算法，技術(shù)成熟。在對(duì)稱加密算法中，數(shù)據(jù)發(fā)信方將明文(原始數(shù)據(jù))和加密密鑰一起經(jīng)過特殊加密算法處理后，使其變成復(fù)雜的加密密文發(fā)送出去。在對(duì)稱加密算法中，使用的密鑰只有一個(gè)，發(fā)收信雙方都使用這個(gè)密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密，這就要求解密方事先必須知道加密密鑰。對(duì)稱加密算法的特點(diǎn)是算法公開、計(jì)算量小、加密速度快、加密效率高。不足之處是，交易雙方都使用同樣鑰匙，安全性得不到保證。對(duì)稱加密算法在分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上使用較為困難，主要是因?yàn)槊荑€管理困難，使用成本較高。

DES加密算法

DES加密算法是一種分組密碼，以64位為分組對(duì)數(shù)據(jù)加密，它的密鑰長(zhǎng)度是56位，加密解密用同一算法。DES加密算法是對(duì)密鑰進(jìn)行保密，而公開算法，包括加密和解密算法。這樣，只有掌握了和發(fā)送方相同密鑰的人才能解讀由DES加密算法加密的密文數(shù)據(jù)。因此，破譯DES加密算法實(shí)際上就是搜索密鑰的編碼。對(duì)于56位長(zhǎng)度的密鑰來(lái)說，如果用窮舉法來(lái)進(jìn)行搜索的話，其運(yùn)算次數(shù)為256。

隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力的不斷發(fā)展，DES的安全性比它剛出現(xiàn)時(shí)會(huì)弱得多，然而從非關(guān)鍵性質(zhì)的實(shí)際出發(fā)，仍可以認(rèn)為它是足夠的。不過，DES現(xiàn)在僅用于舊系統(tǒng)的鑒定，而更多地選擇新的加密標(biāo)準(zhǔn)。

3DES加密算法

3DES是三重?cái)?shù)據(jù)加密算法塊密碼的通稱。它相當(dāng)于是對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊應(yīng)用三次DES加密算法。由于計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的增強(qiáng)，原版DES密碼的密鑰長(zhǎng)度變得容易被暴力破解;3DES即是設(shè)計(jì)用來(lái)提供一種相對(duì)簡(jiǎn)單的方法，即通過增加DES的密鑰長(zhǎng)度來(lái)避免類似的攻擊，而不是設(shè)計(jì)一種全新的塊密碼算法。

3DES是DES向AES過渡的加密算法，加密算法，其具體實(shí)現(xiàn)如下：設(shè)Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密過程，K代表DES算法使用的密鑰，M代表明文，C代表密文，這樣：

3DES加密過程為：C=Ek3(Dk2(Ek1(M)))

3DES解密過程為：M=Dk1(EK2(Dk3(C)))

AES加密算法

AES加密算法是密碼學(xué)中的高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)，該加密算法采用對(duì)稱分組密碼體制，密鑰長(zhǎng)度的最少支持為128、192、256，分組長(zhǎng)度128位，算法應(yīng)易于各種硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。這種加密算法是美國(guó)聯(lián)邦政府采用的區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)替代原先的DES，已經(jīng)被多方分析且廣為全世界所使用。

AES加密算法被設(shè)計(jì)為支持128/192/256位(/32=nb)數(shù)據(jù)塊大小(即分組長(zhǎng)度);支持128/192/256位(/32=nk)密碼長(zhǎng)度，在10進(jìn)制里，對(duì)應(yīng)34×1038、62×1057、1.1×1077個(gè)密鑰。

非對(duì)稱加密算法

不對(duì)稱加密算法使用兩把完全不同但又是完全匹配的一對(duì)鑰匙—公鑰和私鑰。在使用不對(duì)稱加密算法加密文件時(shí)，只有使用匹配的一對(duì)公鑰和私鑰，才能完成對(duì)明文的加密和解密過程。采用不對(duì)稱加密算法，收發(fā)信雙方在通信之前，收信方必須將自己早已隨機(jī)生成的公鑰送給發(fā)信方，而自己保留私鑰。由于不對(duì)稱算法擁有兩個(gè)密鑰，因而特別適用于分布式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)加密。廣泛應(yīng)用的不對(duì)稱加密算法有RSA算法和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局提出的DSA。以不對(duì)稱加密算法為基礎(chǔ)的加密技術(shù)應(yīng)用非常廣泛。

RSA加密算法

RSA加密算法是目前最有影響力的公鑰加密算法，并且被普遍認(rèn)為是目前最優(yōu)秀的公鑰方案之一。RSA是第一個(gè)能同時(shí)用于加密和數(shù)宇簽名的算法，它能夠抵抗到目前為止已知的所有密碼攻擊，已被ISO推薦為公鑰數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)。RSA加密算法基于一個(gè)十分簡(jiǎn)單的數(shù)論事實(shí)：將兩個(gè)大素?cái)?shù)相乘十分容易，但那時(shí)想要，但那時(shí)想要對(duì)其乘積進(jìn)行因式分解卻極其困難，因此可以將乘積公開作為加密密鑰。

DSA加密算法

DSA是基于整數(shù)有限域離散對(duì)數(shù)難題的，其安全性與RSA相比差不多。DSA的一個(gè)重要特點(diǎn)是兩個(gè)素?cái)?shù)公開，這樣，當(dāng)使用別人的p和q時(shí)，即使不知道私鑰，你也能確認(rèn)它們是否是隨機(jī)產(chǎn)生的，還是作了手腳。RSA算法卻做不到。DSA只是一種算法，和RSA不同之處在于它不能用作加密和解密，也不能進(jìn)行密鑰交換，只用于簽名,它比RSA要快很多.

ECC加密算法

橢圓加密算法(ECC)是一種公鑰加密體制，最初由Koblitz和Miller兩人于1985年提出，其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是利用橢圓曲線上的有理點(diǎn)構(gòu)成Abel加法群上橢圓離散對(duì)數(shù)的計(jì)算困難性。公鑰密碼體制根據(jù)其所依據(jù)的難題一般分為三類：大整數(shù)分解問題類、離散對(duì)數(shù)問題類、橢圓曲線類。有時(shí)也把橢圓曲線類歸為離散對(duì)數(shù)類。橢圓曲線密碼體制是目前已知的公鑰體制中，對(duì)每比特所提供加密強(qiáng)度最高的一種體制。解橢圓曲線上的離散對(duì)數(shù)問題的最好算法是Pollard rho方法，其時(shí)間復(fù)雜度為，是完全指數(shù)階的。

不可逆加密算法

不可逆加密算法的特征是加密過程中不需要使用密鑰，輸入明文后由系統(tǒng)直接經(jīng)過加密算法處理成密文，這種加密后的數(shù)據(jù)是無(wú)法被解密的，只有重新輸入明文，并再次經(jīng)過同樣不可逆的加密算法處理，得到相同的加密密文并被系統(tǒng)重新識(shí)別后，才能真正解密。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用較多不可逆加密算法的有RSA公司發(fā)明的MD5算法和由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局建議的不可逆加密標(biāo)準(zhǔn)SHS等。

MD5加密算法

MD5為計(jì)算機(jī)安全領(lǐng)域廣泛使用的一種散列函數(shù)，用以提供消息的完整性保護(hù)。對(duì)MD5加密算法簡(jiǎn)要的敘述可以為：MD5以512位分組來(lái)處理輸入的信息，且每一分組又被劃分為16個(gè)32位子分組，經(jīng)過了一系列的處理后，算法的輸出由四個(gè)32位分組組成，將這四個(gè)32位分組級(jí)聯(lián)后將生成—個(gè)128位散列值。

MD5被廣泛用于各種軟件的密碼認(rèn)證和鑰匙識(shí)別上。MD5用的是哈希函數(shù)，它的典型應(yīng)用是對(duì)一段信息產(chǎn)生信息摘要，以防止被篡改。MD5的典型應(yīng)用是對(duì)一段Message產(chǎn)生fingerprin指紋，以防止被“篡改”。如果再有—個(gè)第三方的認(rèn)證機(jī)構(gòu)，用MD5還可以防止文件作者的“抵賴”，這就是所謂的數(shù)字簽名應(yīng)用。MD5還廣泛用于操作系統(tǒng)的登陸認(rèn)證上，如UNIX、各類BSD系統(tǒng)登錄密碼、數(shù)字簽名等諸多方。

SHA1加密算法

SHA1是和MD5一樣流行的消息摘要算法。SHA加密算法模仿MD4加密算法。SHA1設(shè)計(jì)為和數(shù)字簽名算法(DSA)一起使用。

SHA1主要適用于數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)里面定義的數(shù)字簽名算法。對(duì)于長(zhǎng)度小于2“64位的消息，SHA1會(huì)產(chǎn)生一個(gè)160位的消息摘要。當(dāng)接收到消息的時(shí)候，這個(gè)消息摘要可以用來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性。在傳輸?shù)倪^程中，數(shù)據(jù)很可能會(huì)發(fā)生變化，那么這時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生不同的消息摘要。SHA1不可以從消息摘要中復(fù)原信息，而兩個(gè)不同的消息不會(huì)產(chǎn)生同樣的消息摘要。這樣，SHA1就可以驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性，所以說SHA1是為了保證文件完整性的技術(shù)。

SHA1加密算法可以采用不超過264位的數(shù)據(jù)輸入，并產(chǎn)生一個(gè)160位的摘要。輸入被劃分為512位的塊，并單獨(dú)處理。160位緩沖器用來(lái)保存散列函數(shù)的中間和最后結(jié)果。緩沖器可以由5個(gè)32位寄存器(A、B、C、D和E)來(lái)表示。SHA1是一種比MD5的安全性強(qiáng)的算法，理論上，凡是采取“消息摘要”方式的數(shù)字驗(yàn)證算法都是有“碰撞”的——也就是兩個(gè)不同的東西算出的消息摘要相同，互通作弊圖就是如此。但是安全性高的算法要找到指定數(shù)據(jù)的“碰撞”很困難，而利用公式來(lái)計(jì)算“碰撞”就更困難一目前為止通用安全算法中僅有MD5被破解。

當(dāng)然除上述加密算法以外，也存在著其他方法，小編找到了一張圖表，以做補(bǔ)充。