浅谈对称加密非对称加密

对称加密：加密和解密使用的密钥是同一个
常见算法：DES、3DES、Blowfish、IDEA、RC4、RC5、RC6 和 AES
非对称加密：需要两个密钥，一个公开密钥、一个私有密钥
常见算法：RSA、ECC（移动设备用）、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA（数字签名用）

使用过程：
用户A生成非对称加密密钥并将公钥进行公开，用户B接收公钥使用公钥加密信息发送给用户A，加密的信息只有用户A使用私钥进行解密。

反之则是用户B进行生成一对公私密钥

在非对称加密中，用户A生成的一对密钥包括公钥和私钥。如果用户A想要给用户B发送加密信息，应该使用用户B的公钥来加密信息。这是因为非对称加密的特性决定了公钥用于加密，私钥用于解密。

具体步骤如下：

用户B向用户A发送其公钥。
用户A使用用户B的公钥对消息进行加密。
加密后的消息可以安全地发送给用户B。
用户B使用自己的私钥来解密用户A发送过来的加密消息。

这样，通过使用用户B的公钥，用户A可以确保只有用户B能够解密消息，因为只有用户B拥有与公钥对应的私钥。这种方式保障了加密通信的安全性和可靠性。

数据加密标准AES

使用相同的密钥进行加密和解密的对称加密
支持三种密钥长度：128位、192位和256位。较长的密钥长度提供更高的安全性，但也需要更多的计算资源
然后，对需要加密的数据进行填充（Padding）以确保数据块长度符合AES要求（通常为128位）

注：AES加密是对数据块进行加密，而不是单个数字

假设我们有以下明文数据和密钥：
明文数据：12345678
密钥：0123456789ABCDEF1. 选择加密模式：选择一种合适的加密模式，如ECB、CBC等。这里我们选择ECB模式。2. 填充方案：将明文数据填充到AES块大小（128位或16字节）的倍数。在这个例子中，明文数据"12345678"长度为8字节，不足一个块大小。我们可以选择使用PKCS#7填充方案，在末尾填充8- 8 = 0x08，得到填充后的数据为"1234567808080808"。3. 加密：使用AES算法和密钥对填充后的数据进行加密。在这个例子中，我们使用AES-128算法（使用128位的密钥）。将填充后的数据"1234567808080808"和密钥"0123456789ABCDEF"输入AES加密算法，得到密文数据。4. 密文：26da32782e5199b78c0f7f046f292ab9python:
from Crypto.Cipher import AESdef encrypt(plaintext, key):cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)ciphertext = cipher.encrypt(plaintext)return ciphertext.hex()  # 返回十六进制表示的密文plaintext = b'1234567808080808'
key = b'0123456789ABCDEF'
ciphertext = encrypt(plaintext, key)
print(ciphertext)

在这里插入图片描述

数据加密标准DES

DES算法采用分组密码技术，将明文分成64位的块，并通过一系列的置换、替换和轮函数操作来加密数据，在DES加密的过程中，消息会经历多轮的加密操作，每轮都会使用不同的子密钥来对数据进行处理

假设要对一个8字节（64位）的消息进行DES加密，比如 "12345678"
首先，需要一个64位的密钥，假设选择的密钥是："ABCDEFGH"
经过DES加密算法处理后，得到的密文可能是一串十六进制数字："A2B4F8C9D3E56701"DES加密算法至少需要执行16轮加密操作，每一轮都使用不同的子密钥对数据进行处理。每一轮中，明文会经历一系列的置换、替换和混合操作
由于DES算法的密钥长度较短（56位），因此现在DES已经被认为不够安全一般都使用AES

数据加密标准RSA

简单说就是公钥加密私钥解密的过程

密钥对生成：
首先，选择两个大素数p和q，并计算它们的乘积n = p * q。
接下来，计算欧拉函数φ(n) = (p-1) * (q-1)，它表示小于n且与n互质的正整数的数量。
然后，选择一个整数e，满足1 < e < φ(n)，且e与φ(n)互质。这个e将成为公钥的一部分。
最后，计算一个整数d，满足e * d ≡ 1 (mod φ(n))，即(e * d与φ(n)取模的结果为1)。这个d将作为私钥的一部分。
加密过程：
发送者使用接收者的公钥（n，e）来加密消息m。具体地，发送者计算密文c = m^e mod n，其中^表示乘方运算。
发送者将密文c发送给接收者。
解密过程：
接收者使用自己的私钥（d）来解密收到的密文c。具体地，接收者计算明文m = c^d mod n。
接收者从解密的明文中提取原始消息。

实际中可能更多的会进行一个填充方案和哈希函数

举例：

选择两个不同的大素数p和q：
p = 61, q = 53计算n = p * q：
n = 61 * 53 = 3233计算欧拉函数φ(n) = (p-1)(q-1)：
φ(3233) = 60 * 52 = 3120选择一个与φ(n)互质的整数e：
选择e=17计算e的模反元素d (即d * e ≡ 1 (mod φ(n)))：
d = 2753公钥为(n, e)，私钥为(n, d)。
假设要加密明文"M=123"，加密过程如下：- 加密：C = m^e mod nC = 123^17 mod 3233 = 855- 解密：m = c^d mod nm=855^2753 mod 3233 = 123
实际中还需要考虑填充方案、数字签名等