数据安全传输--加密算法

目录

古典加密算法与近代加密算法对比

算法分类

对称加密

常见的对称加密算法

在对称加密算法中密钥共享是一个很麻烦的问题

非对称加密

非对称加密过程

常见非对称加密算法

对称加密和非对称加密两者对比结论

DH算法

身份认证和数据认证技术

hash算法

hash算法特点

常见hash算法

暂且先说一些别的知识:伪头部校验

虽然各个层次都有校验和那为啥要说TCP/IP协议栈还是保证不了数据的完整性

继续说回hash

数字签名

数字签名过程

CA机构

PKI体系

常见的证书类型

预共享密钥--PSK

数据安全传输的过程


古典加密算法与近代加密算法对比

古典加密算法 --- 算法保密
近/现代加密算法 ---- 算法公开,密钥保密

算法分类

加密算法分为流加密算法和分组加密算法

流加密算法 --- 需要使用一串和明文流相同长度的密钥流进行加密,得到密文流

分组加密(Block Cipher) 又称为分块加密或块密码,是一种对称密码算法,这类算法将明文分成多个等长的块 (Block) ,使用确定的算法和对称密钥对每组分别加密或解密。

分组加密算法更常用一些

对称加密

常见的对称加密算法

最常使用的对称加密算法 --- DES/3DES,AES
目前AES是安全程度最高的加密算法,适合在一些对安全要求比较高的场景,比如VPN场景,
但是,在进行大量数据加密时,可以使用DES,效率更高。

在对称加密算法中密钥共享是一个很麻烦的问题

带内传输 --- 不安全
带外传输 --- 不方便

非对称加密

非对称加密算法最大的特点就是 --- 会存在两把密钥,任何一把密钥进行加密,都只能通过另
外一把密钥进行解密

非对称加密过程

常见非对称加密算法

RSA时目前主流的非对称加密算法

对称加密和非对称加密两者对比结论

我们可以使用对称加密算法来加密大量的传输数据,使用非对称加密算法加密对称加密算法的密钥,保证密钥共享的安全性

DH算法

Diffe-Hellman算法
首先A和B通信,想要通过DH算法交换密钥,通过这个密钥作为对称加密的密钥进行加解密,然后A和B要公开一个两个人都知道的值P,这个值一般会选择一个比较大的素数,选一个比较大的素数是为了让取模运算中的然攻击者更难去推导。然后再整一个两个人都知道的值g。然后要A有一个自己知道的值x,然后B也有一个只有自己知道的值y。然后还需要传递一个类似于公钥的值,一方需要计算出这个值把这个值传递给另外一方,双方都需要传递。假设是A在传递,A需要计算出一个X,X计算方法是X=g^x mol P。然后B也要算出Y,Y的计算方法Y=g^y mol P,交换X和Y,然后计算一个值Z,Z的计算方法A的Z的计算方法Z=Y^x mol P,B的Z计算方法Z=X^y mol P.然后这个东西就可以通过部分公值计算出一个值,这样就可以进行加解密了

身份认证和数据认证技术

hash算法

hash算法特点

相同输入,相同输出
雪崩效应
等长输出
不可逆性

常见hash算法

暂且先说一些别的知识:伪头部校验

为头部校验是TCP和UDP的一个校验机制,当TCP或UDP封装完成后,就是IP封装,TCP在进行校验的时候校验范围会包含TCP头部的内容,也包含后面应用层的内容,头部及以后的内容都会进行校验,同时他还会把IP头部里面的一部分数据一起校验,一共会校验12个字节的数据:源IP地址、目标IP地址、保留字段、协议字段和总长度。TCP在校验的时候IP还没有封装完成,但是TCP在校验的时候应该是已经知道了IP要传给谁。TCP把刚刚的12个字节假装是自己的头部,这就是伪头部校验。

虽然各个层次都有校验和那为啥要说TCP/IP协议栈还是保证不了数据的完整性

人家要是把你的校验和一起篡改了你不就没了

继续说回hash

单纯的使用摘要值进行认证依然无法保证数据的完整性,所以需要结合加密算法来一同保证,所以,我们会使用私钥对摘要值进行加密,这个私钥我们称为数字签名。

数字签名

数字签名过程

CA机构

数字签名只可以做数据源认证 但是不能身份认证,这就会引起黑客的攻击,这个攻击就会引出另外一个东西--CA机构

接收者接收到的公钥可能是攻击者的公钥,然后接收者接收的东西就是假的,如何进行身份认证,看下图

CA机构也有一个公钥和私钥,然后一个人找CA机构去给自己签一个数字签名,数字签名里面有这个人的一些信息和身份验证机构的信息,CA机构用自己的私钥对这些信息进行加密,加密后的这个东西叫做密钥信封。所有人都有这个CA机构的公钥,当收到这个密钥信封后用这个公钥去解开。

PKI体系

常见的证书类型

数字证书:证明个人身份的证书
根证书:CA机构自己给自己办法的证书
用户证书:颁发给个人,鉴别终端用户的
设备证书:服务器证书

共享密钥--PSK

提前协商一个口令,对上口令就可以验证身份

数据安全传输的过程

这个过程有很多,这个笔记中的是基于对称和非对称密钥的过程

首先Alice要有原始信息,然后进行hash的运算计算出一个信息摘要,然后Alice用自己的私钥进行加密形成一个数字签名,然后Alice将原始信息和数字签名和Alice的证书用对称加密算法进行加密,加密后的东西叫加密信息。然后用Bob的公钥将这个对称密钥进行加密,加密后的密钥叫做密钥信封,然后Alice将密钥信封和加密信息传递给Bob。然后Bob用自己私钥解开密钥信封,然后得到了对称加密的密钥,然使用对称加密的密钥解开加密信息,然后将其中的原始信息进行hash然后和数字证书的hash进行比对,但是数字证书是被Alice的私钥进行加密的,所以需要用Alice的证书的公钥解开,所以就要用CA机构的公钥解开证书获取Alice的公钥,再用公钥解开数字签名获取其的hash,然后再将刚刚原始信息的hash和这个hash比对。

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