蝶影蓝精灵给您细说对称与非对称加密算法有什么区别
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在《起底密码学》里简单介绍了密码学发展的各个阶段，本文将介绍一下现代密码学中的对称加密和非对称加密算法。
一、对称加密算法
对称加密算法加密和解密使用相同的密钥，加密函数和解密函数非常类似。
典型的对称加密算法有很多，如DES、3DES、AES、IDEA、Twofish等，这里主要说说前3个用的比较多的。
（一）DES（数据加密标准）
DES算法是一个分组加密算法，密钥长度为56bits（加上奇偶校验，通常写成64bits）。加密过程：首先把把明文分成以64 bits为单位的块m，对于每个m, 执行如下操作。
注：公式上下标到这里要乱，只能靠截图形式了^_^
DES解密过程与加密过程完全相似，只不过将16次迭代的子密钥顺序倒过来，即
DES算法由于块的大小及密钥的长度十分容易被暴力破解，已不能满足现在的安全需求了，因此出现了3DES。
（二）3DES
3DES是三重数据加密算法块密码的通称。它相当于是对每个数据块应用三次DES加密算法。块的长度依旧是64bits，密钥则扩展到2*56bits、3*56bits,比起原来的DES更为安全一些。
举个密钥为3*56bits的例子，其具体实现如下：
设Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密过程，k代表DES算法使用的密钥，m代表明文，c代表密文：
（三）AES（高级加密标准）
AES加密算法分组长度为128bits，密钥长度为128/192/256 bits。该算法能有效抵抗目前已知的攻击算法，如线性攻击、差分攻击等，对它的基本要求是比3DES快，至少与3DES一样安全。AES将是未来最主要最常用的对称密钥算法。其加密过程有很多轮的重复和变换，大致步骤如下：
1、密钥扩展（KeyExpansion）
2、初始轮（Initial Round）
3、重复轮（Rounds），每一轮又包括：SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey
4、最终轮（Final Round），最终轮没有MixColumns
对称加密算法的特点是它效率高，算法简单，系统开销小，适合加密大量数据，明文长度与密文长度相等。而不足之处是交易双方使用相同的钥匙，需要以安全方式进行密钥交换，密钥管理复杂。
二、非对称加密算法
非对称加密算法也称为公钥加密算法，数据交换过程中需要使用一对密钥，即公钥和私钥。利用公钥对数据进行加密，则利用对应的私钥解密，反之亦然。
不同于以往的加密技术，公钥密码体制是建立在数学函数基础上的，而不是建立在位方式的操作上的。要想由一个密钥推知另一个密钥，在算法上是不可能的。
E表示加密过程，D表示解密过程。
下面介绍一下目前应用最广泛的公钥密码算法RSA。
RSA算法操作过程：
1. 取两个大素数 p, q , 保密;
2. 计算n=pq，公开n;
3. 计算欧拉函数ф(n)=(p-1)(q-1)；
4. 任意取一个与ф(n) 互素的小整数e，即
gcd (e,ф(n) )=1; 1<e<ф(n)，公开e，作为公钥用于加密（或签名验证）。
5. 寻找d，使得：ed≡1 mod ф(n),作为私钥保密，即de =kф(n) +1。
RSA算法加密/解密过程：
1.密钥对（KU, KR）:
KU={e,n} ,KR={d,n}
2.加密过程：把待加密的内容分成k比特的分组，
k≤ log2n，并写成数字，设为M：
3.解密过程
RSA算法加密过程举例：
p=7,q=17,n=7*17=119，ф(n)=(7-1)×(17-1)=96
选e=5,gcd(e,ф(n))=gcd(5,96)=1;
计算d，使得ed≡1 mod 96, 即ed=k*96+1,
取k=4，则d=77
公开(e,n)=(5,119)，将d保密，丢弃p,q。明文：m=19
想通过这种方式解密？小编悄悄告诉你，不存在的。
非对称加密体制的特点是它解决了密钥传递的问题，密钥可以在公开信道上传输，大大减少了密钥持有量，同时提供了对称密码技术无法或很难提供的服务（数字签名（注：该内容下次再讲））；但是相比对称加密体制，其计算复杂、耗用资源大且会导致得到的密文变长。
对称加密算法存在密钥传递等问题，而非对称加密算法计算速度又慢，那可怎么办呢？下次再说咯！^_^
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