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计算机加密的概念、方法及密钥,计算机加密的方法

时间:2022-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:当初,计算机的研究就是为了破解德国人的密码,人们并没有想到计算机给今天带来的信息革命。相对于“对称加密算法”这种方法也叫做“非对称加密算法”。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种算法叫作非对称加密算法。

 二、加密技术

      (一)加密的由来

      加密作为保障数据安全的一种方式,它不是现在才有的,它产生的历史相当久远,它是起源于要追溯于公元前2000年(几个世纪了),虽然它不是现在我们所讲的加密技术(甚至不叫加密),但作为一种加密的概念,确实早在几个世纪前就诞生了。当时埃及人是最先使用特别的象形文字作为信息编码的,随着时间推移,巴比伦、美索不达米亚和希腊文明都开始使用一些方法来保护他们的书面信息。
      近期加密技术主要应用于军事领域,如美国独立战争、美国内战和两次世界大战。最广为人知的编码机器是German Enigma机,在第二次世界大战中德国人利用它创建了加密信息。此后,由于Alan Turing和Ultra计划以及其他人的努力,终于对德国人的密码进行了破解。当初,计算机的研究就是为了破解德国人的密码,人们并没有想到计算机给今天带来的信息革命。随着计算机的发展,运算能力的增强,过去的密码都变得十分简单了,于是人们又不断地研究出了新的数据加密方式,如利用ROSA算法产生的私钥和公钥就是在这个基础上产生的。

 

      (二)加密的概念

      数据加密的基本过程就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理,使其成为不可读的一段代码,通常称为“密文”,使其只能在输入相应的密钥之后才能显示出本来的内容,通过这样的途径来达到保护数据不被他人非法窃取、阅读的目的。该过程的逆过程为解密,即将该编码信息转化为其原来数据的过程。

 

      (三)加密的方法

      1、对称式加密

      对称加密采用了对称密码编码技术,它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥,即加密密钥也可以用作解密密钥,这种方法在密码学中叫做对称加密算法,对称加密算法使用起来简单快捷,密钥较短,且破译困难,除了数据加密标准(DES),另一个对称密钥加密系统是国际数据加密算法(IDEA),它比DES的加密性好,而且对计算机功能要求也没有那么高。IDEA加密标准由PGP(Pretty Good Privacy)系统使用。

 

      2、非对称式加密

      1976年,美国学者Dime和Henman为解决信息公开传送和密钥管理问题,提出一种新的密钥交换协议,允许在不安全的媒体上的通讯双方交换信息,安全地达成一致的密钥,这就是“公开密钥系统”。相对于“对称加密算法”这种方法也叫做“非对称加密算法”。与对称加密算法不同,非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(publickey)和私有密 (privatekey)。公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种算法叫作非对称加密算法。

 

      3、密钥

      (1)密钥的重要性

      目前大部分网络传输的工具和软件都带有密钥,可以通过帮助菜单下的“关于…”选项来查看使用工具的密钥长度。密钥对于个人用户来说重要性低一些,但是大部分网站或者社区论坛会要求登录详细的身份信息,为了保护自己的隐私(像用户密码、身份证件等还是比较重要,不应轻易泄漏的),还应该使用密钥位数高的工具,或者通过补丁来增加安全性,防止个人资料的流失。

 

      (2)密钥的管理

      密钥既然要求保密,就涉及到密钥的管理问题,管理不好,密钥同样可能被无意识地泄露,并不是有了密钥就高枕无忧了,任何保密都是相对的。要管理好密钥我们还要注意以下几个方面:

      A、密钥的使用要注意时效和次数。

      B、多密钥的管理。

 

      (五)加密技术的应用

      1、在电子商务方面的应用

      电子商务(E-business)要求顾客可以在网上进行各种商务活动,不必担心自己的信用卡会被人盗用。在过去,用户为了防止信用卡的号码被窃取到,一般是通过电话订货,然后使用用户的信用卡进行付款。现在人们开始用RSA(一种公开/私有密钥)的加密技术,提高信用卡交易的安全性,从而使电子商务走向实用成为可能。许多人都知道NETSCAPE公司是Internet商业中领先技术的提供者,该公司提供了一种基于RSA和保密密钥的应用于因特网的技术,被称为安全插座层(Secure Sockets Layer,SSL)。也许很多人知道Socket,它是一个编程界面,并不提供任何安全措施,而SSL不但提供编程界面,而且向上提供一种安全的服务,SSL3.0现在已经应用到了服务器和浏览器上,SSL2.0则只能应用于服务器端。SSL3.0用一种电子证书(electric certificate)来实行身份进行验证后,双方就可以用保密密钥进行安全的会话了。它同时使用“对称”和“非对称”加密方法,在客户与电子商务的服务器进行沟通的过程中,客户会产生一个Session Key,然后客户用服务器端的公钥将Session Key进行加密,再传给服务器端,在双方都知道Session Key后,传输的数据都是以Session Key进行加密与解密的,但服务器端发给用户的公钥必需先向有关发证机关申请,以得到公证。
      基于SSL3.0提供的安全保障,用户就可以自由订购商品并且给出信用卡号了,也可以在网上和合作伙伴交流商业信息并且让供应商把订单和收货单从网上发过来,这样可以节省大量的纸张,为公司节省大量的电话、传真费用。在过去,电子信息交换(Electric Data Interchange,EDI)、信息交易(information transaction)和金融交易(financial transaction)都是在专用网络上完成的,使用专用网的费用大大高于互联网。正是这样巨大的诱惑,才使人们开始发展因特网上的电子商务,但不要忘记数据加密。


      2、加密技术在VPN中的应用
  现在,越多越多的公司走向国际化,一个公司可能在多个国家都有办事机构或销售中心,每一个机构都有自己的局域网LAN(Local Area Network),但在当今的网络社会人们的要求不仅如此,用户希望将这些LAN连结在一起组成一个公司的广域网,这个在现在已不是什么难事了。
  事实上,很多公司都已经这样做了,但他们一般使用租用专用线路来连结这些局域网 ,他们考虑的就是网络的安全问题。现在具有加密/解密功能的路由器已到处都是,这就使人们通过互联网连接这些局域网成为可能,这就是我们通常所说的虚拟专用网(Virtual Private Network ,VPN)。当数据离开发送者所在的局域网时,该数据首先被用户湍连接到互联网上的路由器进行硬件加密,数据在互联网上是以加密的形式传送的,当达到目的LAN的路由器时,该路由器就会对数据进行解密,这样目的LAN中的用户就可以看到真正的信息了。

 

      3、数字证书
  数字证书为实现双方安全通信提供了电子认证。在因特网、公司内部网或外部网中,使用数字证书实现身份识别和电子信息加密。数字证书中含有密钥对(公钥和私钥)所有者的识别信息,通过验证识别信息的真伪实现对证书持有者身份的认证。
  数字证书在用户公钥后附加了用户信息及CA的签名。公钥是密钥对的一部分,另一部分是私钥。公钥公之于众,谁都可以使用。私钥只有自己知道。由公钥加密的信息只能由与之相对应的私钥解密。为确保只有某个人才能阅读自己的信件,发送者要用收件人的公钥加密信件;收件人便可用自己的私钥解密信件。同样,为证实发件人的身份,发送者要用自己的私钥对信件进行签名;收件人可使用发送者的公钥对签名进行验证,以确认发送者的身份。
  在线交易中您可使用数字证书验证对方身份。用数字证书加密信息,可以确保只有接收者才能解密、阅读原文,信息在传递过程中的保密性和完整性。有了数字证书网上安全才得以实现,电子邮件、在线交易和信用卡购物的安全才能得到保证。
  认证、数字证书和PKI解决的几个问题?
  保密性 - 只有收件人才能阅读信息。
  认证性 - 确认信息发送者的身份。
  完整性 - 信息在传递过程中不会被篡改。
  不可抵赖性 - 发送者不能否认已发送的信息。


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