DES、RC4和AES三種加密算法的應用及優(yōu)勢
- 2019-02-28 21:48:00
- 諾塔斯智能科技 原創(chuàng)
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公元前400年,古希臘人發(fā)明了置換密碼。1881年世界上的第一個電話保密專利出現。在第二次世界大戰(zhàn)期間,德國軍方啟用“恩尼格瑪”密碼機,密碼學在戰(zhàn)爭中起著非常重要的作用。加密算法的本質,首先是為了對數據進行保密并防止篡改,其次更具有了身份驗證的功能。根據密鑰類型的不同,加密算法分為對稱和非對稱兩種。對稱加密系統(tǒng)是指加密和解密均采用同一把密鑰,非對稱密鑰則采取加密鑰匙和解密要是不同的方式。對稱加密算法是最常用的加密算法,優(yōu)勢在于算法公開,計算量小,加密效率高。常用的對稱加密算法有DES、RC4、AES等。
1977年1月,美國政府頒布:采納IBM公司設計的方案作為非機密數據的正式數據加密標準(DESData Encryption Standard) 。
目前在國內,隨著三金工程尤其是金卡工程的啟動,DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡(IC卡)、加油站、高速公路收費站等領域被廣泛應用,以此來實現關鍵數據的保密,如信用卡持卡人的PIN的加密傳輸,IC卡與POS間的雙向認證、金融交易數據包的MAC校驗等,均用到DES算法。
DES算法的入口參數有三個:Key、Data、Mode。
其中Key為8個字節(jié)共64位,是DES算法的工作密鑰;
Data也為8個字節(jié)64位,是要被加密或被解密的數據;
Mode為DES的工作方式,有兩種:加密或解密。
如Mode為加密,則用Key 去把數據Data進行加密, 生成Data的密碼形式(64位)作為DES的輸出結果;
如Mode為解密,則用Key去把密碼形式的數據Data解密,還原為Data的明碼形式(64位)作為DES的輸出結果。
在通信網絡的兩端,雙方約定一致的Key,在通信的源點用Key對核心數據進行DES加密,然后以密碼形式在公共通信網(如電話網)中傳輸到通信網絡的終點,數據到達目的地后,用同樣的Key對密碼數據進行解密,便再現了明碼形式的核心數據。這樣,便保證了核心數據(如PIN、MAC等)在公共通信網中傳輸的安全性和可靠性。
通過定期在通信網絡的源端和目的端同時改用新的Key,便能更進一步提高數據的保密性,這正是現在金融交易網絡的流行做法。
優(yōu)勢:DES算法具有極高安全性,到目前為止,除了用窮舉搜索法對DES算法進行攻擊外,還沒有發(fā)現更有效的辦法。然而它的缺點是分組短、密鑰短、密碼生命周期短、運算速度較慢等。
在1987年被RSA三人組中的頭號人物羅納德所創(chuàng)建。密鑰長度是可變的,可變范圍為1-256字節(jié)(8-2048比特),但一般為256字節(jié)。
優(yōu)勢:RC4算法的特點是算法簡單,運行速度快,該算法的速度可以達到DES加密的10倍左右,且具有很高級別的非線性。
AES(Advanced Encryption Standard):高級加密標準,是下一代的加密算法標準,速度快,安全級別高。
用AES加密2000年10月,NIST(美國國家標準和技術協會)宣布通過從15種候選算法中選出的一項新的密匙加密標準。Rijndael被選中成為將來的 AES。Rijndael是在1999年下半年,由研究員Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 創(chuàng)建的。AES正日益成為加密各種形式的電子數據的實際標準。
AES算法基于排列和置換運算。排列是對數據重新進行安排,置換是將一個數據單元替換為另一個。
AES使用幾種不同的方法來執(zhí)行排列和置換運算。AES是一個迭代的、對稱密鑰分組的密碼,它可以使用128、192和256位密鑰,并且用128位(16字節(jié))分組加密和解密數據。
與公共密鑰加密使用密鑰對不同,對稱密鑰密碼使用相同的密鑰加密和解密數據。通過分組密碼返回的加密數據的位數與輸入數據相同。迭代加密使用一個循環(huán)結構,在該循環(huán)中重復置換和替換輸入數據。
優(yōu)勢:AES具有比DES更好的安全性、效率、靈活性,在軟件及硬件上都能快速地加解密,相對來說較易于實作,且只需要很少的存儲器。
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