如何理解对称加密？对称加密和非对称加密的 优缺点

本文目录

• 如何理解对称加密
• 对称加密和非对称加密的 优缺点
• “DES”和“AES”算法的比较，各自优缺点有哪些
• 非对称加密算法有哪些，安全性能对比
• 请问以下对称加密法的加密方法和解密方法是什么
• 对称密钥加密的缺点和公开密钥加密的缺点是什么急！！！！
• 对称密钥体制与公钥密钥体制的特点各自是什么各有何优缺点
• 对称加密的优缺点

如何理解对称加密

你好
先，让我们先从一个情景开始讲起，想当初我们在初中，高中，甚至于大学，每次考试都有人在试图如何更加隐蔽的作弊！那大家都想了什么方法呢？比如张三学习比李四好，李四就想在考试的时候让张三“帮助”一下自己，当然，他们俩不可能像我们平常对话一样说，第一题选A，第二题选B等等，为什么？因为监考老师明白他俩在谈论什么，也就是说这种沟通交流方式属于“明文”，所以李四就想：“我需要发明一种，只有我和张三明白的交流方式”，那李四做了什么呢？恩，李四去找张三说：“当我连续咳嗽三声的时候你看我，然后如果我摸了下左耳朵，说明你可以开始给我传答案了，如果没反应，那说明我真的是在咳嗽。。。。”， 然后，怎么传答案呢？很简单，“你摸左耳朵代表A, 摸右耳朵代表B，左手放下代表C，右手放下代表D”，好了，这就是他们的“算法(规则)”，将信息的一种形式(A,B,C,D)，这里我们称为“明文”，转换成了另一种形式(摸左耳朵，摸右耳朵，放左手，放右手)，这里称为“密文”，经过这种转换，很显然监考老师不会明白这些“密文”，这样，张三和李四就通过“密文”的形式实现了信息的交换。
其实，密码学不就是为了人们更好的加密传输么？有很多学者，科学家成年累月的工作，为的就是改进或者发明更好的加密算法，让这些加密算法加密的文本难以破解，达到数据安全传输的目的。
OK，回归正题，上面这个“作弊”的例子，其实就是一种对称加密算法！好了，我们来看一下对称加密算法的定义(来源:wikipedia)：
对称密钥加密（英语：Symmetric-key algorithm）又称为对称加密、私钥加密、共享密钥加密，是密码学中的一类加密算法。这类算法在加密和解密时使用相同的密钥，或是使用两个可以简单地相互推算的密钥。实务上，这组密钥成为在两个或多个成员间的共同秘密，以便维持专属的通讯联系。与公开密钥加密相比，要求双方取得相同的密钥是对称密钥加密的主要缺点之一
这里我想说一点的是，wikipedia的把Symmetric-key algorithm中文翻译是 对称密钥加密，我不想把这个key翻译成密钥，因为key仅仅是一个“钥”，这里翻译成密钥会让大家对后面所说的“公钥”，“密钥”，“私钥”等等的概念弄混，好了，所以我还是比较喜欢称之为“对称加密算法”，而后面说又称“私钥”加密，共享“密钥”，这里，“私钥”就等于“密钥”，没有任何区别，英文是“private key”。
ok，我们将定义结合我们前面的例子对应一下，“这类算法在加密和解密时使用相同的密钥，或是使用两个可以简单地相互推算的密钥”，其实在我们例子中，密钥就是“将(A,B,C,D)转换成(摸左耳朵，摸右耳朵，放左手，放右手)”这么一个规则。“实务上，这组密钥成为在两个或多个成员间的共同秘密，以便维持专属的通讯联系。” 这句话很好理解了吧，密钥是张三和李四间共同的秘密！只有他俩事先知道。
所以，为什么叫对称加密呢，你可以这么理解，一方通过密钥将信息加密后，把密文传给另一方，另一方通过这个相同的密钥将密文解密，转换成可以理解的明文。他们之间的关系如下：
明文 《-》 密钥 《-》 密文

对称加密和非对称加密的 优缺点

密码学中两种常见的密码算法为对称密码算法（单钥密码算法）和非对称密码算法（公钥密码算法）。

对称密码算法有时又叫传统密码算法，就是加密密钥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。这些算法也叫秘密密钥算法或单密钥算法，它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。只要通信需要保密，密钥就必须保密。对称算法的加密和解密表示为：

Ek(M)=C

Dk(C)=M

对称算法可分为两类。一次只对明文中的单个位（有时对字节）运算的算法称为序列算法或序列密码。另一类算法是对明文的一组位进行运算，这些位组称为分组，相应的算法称为分组算法或分组密码。现代计算机密码算法的典型分组长度为64位――这个长度大到足以防止分析破译，但又小到足以方便作用。

这种算法具有如下的特性：

Dk(Ek(M))=M

常用的采用对称密码术的加密方案有5个组成部分（如图所示）

l）明文：原始信息。

2)加密算法：以密钥为参数，对明文进行多种置换和转换的规则和步骤，变换结果为密文。

3)密钥：加密与解密算法的参数，直接影响对明文进行变换的结果。

4)密文：对明文进行变换的结果。

5)解密算法：加密算法的逆变换，以密文为输入、密钥为参数，变换结果为明文。

对称密码术的优点在于效率高（加／解密速度能达到数十兆／秒或更多），算法简单，系统开销小，适合加密大量数据。

尽管对称密码术有一些很好的特性，但它也存在着明显的缺陷，包括：

l）进行安全通信前需要以安全方式进行密钥交换。这一步骤，在某种情况下是可行的，但在某些情况下会非常困难，甚至无法实现。

2)规模复杂。举例来说，A与B两人之间的密钥必须不同于A和C两人之间的密钥，否则给B的消息的安全性就会受到威胁。在有1000个用户的团体中，A需要保持至少999个密钥（更确切的说是1000个，如果她需要留一个密钥给他自己加密数据）。对于该团体中的其它用户，此种倩况同样存在。这样，这个团体一共需要将近50万个不同的密钥！推而广之，n个用户的团体需要N2/2个不同的密钥。

通过应用基于对称密码的中心服务结构，上述问题有所缓解。在这个体系中，团体中的任何一个用户与中心服务器（通常称作密钥分配中心）共享一个密钥。因而，需要存储的密钥数量基本上和团体的人数差不多，而且中心服务器也可以为以前互相不认识的用户充当“介绍人”。但是，这个与安全密切相关的中心服务器必须随时都是在线的，因为只要服务器一掉线，用户间的通信将不可能进行。这就意味着中心服务器是整个通信成败的关键和受攻击的焦点，也意味着它还是一个庞大组织通信服务的“瓶颈”

非对称密钥算法是指一个加密算法的加密密钥和解密密钥是不一样的，或者说不能由其中一个密钥推导出另一个密钥。1、加解密时采用的密钥的差异：从上述对对称密钥算法和非对称密钥算法的描述中可看出，对称密钥加解密使用的同一个密钥，或者能从加密密钥很容易推出解密密钥；②对称密钥算法具有加密处理简单，加解密速度快，密钥较短，发展历史悠久等特点，非对称密钥算法具有加解密速度慢的特点，密钥尺寸大，发展历史较短等特点。

“DES”和“AES”算法的比较，各自优缺点有哪些

DES算法优点：DES算法具有极高安全性，到目前为止，除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外，还没有发现更有效的办法。

DES算法缺点：

1、分组比较短。

2、密钥太短。

3、密码生命周期短。

4、运算速度较慢。

AES算法优点：

1、运算速度快。

2、 对内存的需求非常低，适合于受限环境。

3、分组长度和密钥长度设计灵活。

4、 AES标准支持可变分组长度，分组长度可设定为32比特的任意倍数，最小值为128比特，最大值为256比特。

5、 AES的密钥长度比DES大，它也可设定为32比特的任意倍数，最小值为128比特，最大值为256比特，所以用穷举法是不可能破解的。

6、很好的抵抗差分密码分析及线性密码分析的能力。

AES算法缺点：目前尚未存在对AES 算法完整版的成功攻击，但已经提出对其简化算法的攻击。

扩展资料：

高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。

这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

参考资料来源：百度百科-aes （高级加密标准）

参考资料来源：百度百科-des算法

非对称加密算法有哪些，安全性能对比

常见的非对称加密算法有：RSA、ECC（移动设备用）、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA（数字签名用）

Hash算法
Hash算法特别的地方在于它是一种单向算法，用户可以通过Hash算法对目标信息生成一段特定长度的唯一的Hash值，却不能通过这个Hash值重新获得目标信息。因此Hash算法常用在不可还原的密码存储、信息完整性校验等。

常见的Hash算法有MD2、MD4、MD5、HAVAL、SHA
加密算法的效能通常可以按照算法本身的复杂程度、密钥长度（密钥越长越安全）、加解密速度等来衡量。上述的算法中，除了DES密钥长度不够、MD2速度较慢已逐渐被淘汰外，其他算法仍在目前的加密系统产品中使用。

请问以下对称加密法的加密方法和解密方法是什么

一、加密方法
一个加密系统S可以用数学符号描述如下：
S={P, C, K, E, D}
其中 :
P——明文空间，表示全体可能出现的明文集合，
C——密文空间，表示全体可能出现的密文集合，
K——密钥空间，密钥是加密算法中的可变参数，
E——加密算法，由一些公式、法则或程序构成，
D——解密算法，它是E的逆。
当给定密钥kÎK时，各符号之间有如下关系：
C = Ek(P), 对明文P加密后得到密文C
P = Dk(C) = Dk(Ek(P)), 对密文C解密后得明文P
如用E-1 表示E的逆，D-1表示D的逆，则有：
Ek = Dk-1且Dk = Ek-1
因此，加密设计主要是确定E，D，K。
二、解密方法

1 实现密钥的交换，在对称加密算法中有这样一个问题，对方如何获得密钥，在这里就可以通过公钥算法来实现。即用公钥加密算法对密钥进行加密，再发送给对方就OK了
2 数字签名。加密可以使用公钥/私钥，相对应的就是使用私钥/公钥解密。因此若是发送方使用自己的私钥进行加密，则必须用发送方公钥进行解密，这样就证明了发送方的真实性，起到了防抵赖的作用。

对称密钥加密的缺点和公开密钥加密的缺点是什么急！！！！

一、对称密钥加密和解密时使用的密钥是同一个密钥，其优点是加密速度快，缺点是不能作为身份验证，密钥发放困难。常见的对称加密算法有RC2，RC4，DES，3DES，IDEA，SDBI等。
二、公开密钥加密和解密使用的密钥是不同的密钥，分别称为公钥和私钥，公钥可以公开，私钥则必须保密只能归密钥所有者拥有。其缺点是对大容量的信息加密速度慢，优点是可以作为身份认证，而且密钥发送方式比较简单安全。常见的公开密钥加密算法有RSA，DSA，ECA等。

对称密钥体制与公钥密钥体制的特点各自是什么各有何优缺点

对称密钥体制是加密密钥与解密密钥密码相同，两个参与者共享同一个密钥。

公钥密码体制是使用不同的加密密钥和解密密钥，加密密钥是公开信息，而解密密钥需要保密。

公钥密码体制有很多良好的特性，它不仅可以用来加密，还可以很方便的用于鉴别和数字签名。但公钥密码算法比对称密钥密码算法要慢好几个数量级。

对称密钥体制的加解密速度快且安全强度高，但密钥难管理和传送，不适于在网络中单独使用。

密钥的产生

1、选择两个大素数，p和q。

2、计算：n = p * q (p，q分别为两个互异的大素数，p，q必须保密，一般要求p，q为安全素数，n的长度大于512bit，这主要是因为RSA算法的安全性依赖于因子分解大数问题）。有欧拉函数(n)=(p-1)(q-1)。

3、然后随机选择加密密钥e，要求e和( p - 1 ) * ( q - 1 )互质。

4、最后，利用Euclid算法计算解密密钥d,满足de≡1(modφ（n))。其中n和d也要互质。数e和n是公钥，d是私钥。两个素数p和q不再需要，应该丢弃，不要让任何人知道。

对称加密的优缺点

对称加密算法的优点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。
对称加密算法的缺点是在数据传送前，发送方和接收方必须商定好秘钥，然后使双方都能保存好秘钥。其次如果一方的秘钥被泄露，那么加密信息也就不安全了。另外，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唯一秘钥，这会使得收、发双方所拥有的钥匙数量巨大，密钥管理成为双方的负担。