以嫦娥后羿的故事，同大家聊聊加密解密
嫦娥奔月是我們耳熟能詳?shù)纳裨拏髡f，下面我們將通過嫦娥和后羿的神話故事為背景題材，和大家一起分享信息安全技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)。假設(shè)：嫦娥想告訴后羿約他在 "9月20日一起去看一場電影" 的消息，讓通過網(wǎng)絡(luò)將這個(gè)消息發(fā)給后羿，我們?nèi)绾伪ＷC消息的安全傳遞?
首先我們需要思考的問題有：
- 消息怎么保證信息安全，只有后羿能夠解密，讀取加密內(nèi)容?
- 怎么保證消息是完整，不能被被篡改，如果日期或者地點(diǎn)被改了后羿找不到嫦娥該怎么辦?
- 如何保證消息就是嫦娥發(fā)的呢，而不是玉兔頑皮冒充嫦娥發(fā)的呢?
網(wǎng)絡(luò)可以作為信息傳遞的媒介，但是如果對所有的信息都采用明文的方式進(jìn)行傳輸，如果我們的網(wǎng)絡(luò)遭到監(jiān)聽，或者遭到劫持。如果我們的聊天記錄，通話信息被泄露，我們的生活將失去隱私;如果我們的賬戶密碼被人竊取那么我們的財(cái)產(chǎn)安全將無法得到保障。所以學(xué)習(xí)安全基礎(chǔ)知識(shí)也是必要的。
對稱加密
常見的對稱加密算法：
1.DES：替換+位移、56位密鑰、64位數(shù)據(jù)塊、速度快、密鑰容易產(chǎn)生。
- 3DES（三重 DES）：兩個(gè)64位的密鑰 K1、K2
- 加密：K1 加密 -> K2 解密 -> K1 加密
- 解密：K1 解密 -> K2 加密 -> k1 解密
2.RC-5: RSA 數(shù)據(jù)安全公司的很多產(chǎn)品都使用了 RC-5
3.IDEA 算法: 128 位密鑰、64位數(shù)據(jù)塊、比DES的加密性好、針對計(jì)算機(jī)功能要求低，PGP。
4.AES 算法：高級加密標(biāo)準(zhǔn)，又稱為 Rijndael 加密法，是每個(gè)政府采用的一種區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)。
缺陷：
- 加密強(qiáng)度不高， 但是效率非常高
- 密鑰分發(fā)困難
特點(diǎn)：加密解密密鑰相同
非對稱加密
常見的非對稱加密算法有：
1.RSA ：2048 位(或1024位)密鑰、計(jì)算量大、難破解
2.Elgamal ：安全性依賴于計(jì)算機(jī)上有限域上離散對數(shù)這一難題
3.ECC：橢圓曲線算算法
缺點(diǎn)：加密速度慢 特點(diǎn)：
1.公鑰可以公開，私鑰不能公開。
2.公鑰加密私鑰解密，私鑰加密公鑰解密。
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消息摘要
信息摘要：單向散列函數(shù)、固定長度的散列值。
常用的消息摘要算法有 MD5, SHA 等，市場上廣泛使用的 MD5, SHA 算法的散列值長度分別為 128 和 160位， 由于SHA 通常采用的加密長度較長，因此安全性高于 MD5。
比如我們在某網(wǎng)站下載 “鏡像文件”的時(shí)候，上面也會(huì)給出 MD5 摘要值。我們下載下來過后可以通過文件的 MD5 值和官方給出的 MD5 值來進(jìn)行對比。檢查是否文件完整正確，避免造成安全裝錯(cuò)誤。
數(shù)字簽名
數(shù)字簽名(又稱公鑰數(shù)字簽名)是只有信息的發(fā)送者才能產(chǎn)生的別人無法偽造的一段數(shù)字串，這段數(shù)字串同時(shí)也是對信息的發(fā)送者發(fā)送信息真實(shí)性的一個(gè)有效證明。它是一種類似寫在紙上的普通的物理簽名，但是在使用了公鑰加密領(lǐng)域的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，用于鑒別數(shù)字信息的方法。一套數(shù)字簽名通常定義兩種互補(bǔ)的運(yùn)算，一個(gè)用于簽名，另一個(gè)用于驗(yàn)證。數(shù)字簽名是非對稱密鑰加密技術(shù)與數(shù)字摘要技術(shù)的應(yīng)用。
我們還是以嫦娥告訴后羿，“9.20 日我們?nèi)タ措娪?rdquo;這段信息為例子，說一下數(shù)字簽名的過程。整體流程如下圖所示：
圖示解讀：
1.嫦娥需要通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給后羿 “9.20 日我們?nèi)タ措娪?rdquo; 這個(gè)消息首先生成加密后的消息“V7btGj2ZhQsdada /..... T1Ram6AzforA==”，發(fā)送密文;
2.然后在對原文生成 消息摘要 “2d43abe9ec71c90952101bc0d8241fba” ;
3.最后嫦娥在對 消息摘要 通過 自己私鑰 進(jìn)行加密生成數(shù)字簽名。 “EDadada3432f#CC1”。然后發(fā)送數(shù)字簽名。
4.后羿收到密文后進(jìn)行解密，然后得到原文并計(jì)算出摘要信息，再通過數(shù)字簽名解密出來摘要信息。最后對兩個(gè)摘要信息進(jìn)行比較，如果相同表示這個(gè)消息是嫦娥發(fā)的(防止抵賴)，并且消息沒有被篡改。
5.這個(gè)例子我們就很好的把消息加密，消息摘要，數(shù)字簽名等技術(shù)串起來，并且實(shí)現(xiàn)了消息安全傳遞。
綜合實(shí)踐
設(shè)計(jì)安全郵件系統(tǒng)，要求如下：該郵件以加密方式傳輸，郵件最大附件內(nèi)容可達(dá) 2G， 發(fā)送者不可以抵賴，若郵件被三方截獲，三方無法篡改。
答案：參考上一個(gè)案例實(shí)現(xiàn)即可。
本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「運(yùn)維開發(fā)故事」
