作者：黃漢夫? 學(xué)號：16090120017 外國語學(xué)院（第三篇）
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【嵌牛導(dǎo)讀】：伴隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，數(shù)據(jù)應(yīng)用變得頻繁起來，數(shù)據(jù)安全應(yīng)該如何保護？
【嵌牛鼻子】：算法；軟件加密
【嵌牛提問】：軟件加密算法都有哪些，這些算法在哪些方面得到了應(yīng)用？
【嵌牛正文】：
對稱加密算法
對稱加密算法是應(yīng)用較早的加密算法，技術(shù)成熟。在對稱加密算法中，數(shù)據(jù)發(fā)信方將明文（原始數(shù)據(jù)）和加密密鑰一起經(jīng)過特殊加密算法處理后，使其變成復(fù)雜的加密密文發(fā)送出去。在對稱加密算法中，使用的密鑰只有一個，發(fā)收信雙方都使用這個密鑰對數(shù)據(jù)進行加密和解密，這就要求解密方事先必須知道加密密鑰。對稱加密算法的特點是算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高。不足之處是，交易雙方都使用同樣鑰匙，安全性得不到保證。對稱加密算法在分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上使用較為困難，主要是因為密鑰管理困難，使用成本較高。
DES加密算法
DES加密算法是一種分組密碼，以64位為分組對數(shù)據(jù)加密，它的密鑰長度是56位，加密解密用同一算法。DES加密算法是對密鑰進行保密，而公開算法，包括加密和解密算法。這樣，只有掌握了和發(fā)送方相同密鑰的人才能解讀由DES加密算法加密的密文數(shù)據(jù)。因此，破譯DES加密算法實際上就是搜索密鑰的編碼。對于56位長度的密鑰來說，如果用窮舉法來進行搜索的話，其運算次數(shù)為256。
隨著計算機系統(tǒng)能力的不斷發(fā)展，DES的安全性比它剛出現(xiàn)時會弱得多，然而從非關(guān)鍵性質(zhì)的實際出發(fā)，仍可以認為它是足夠的。不過，DES現(xiàn)在僅用于舊系統(tǒng)的鑒定，而更多地選擇新的加密標準。
3DES加密算法
3DES是三重數(shù)據(jù)加密算法塊密碼的通稱。它相當于是對每個數(shù)據(jù)塊應(yīng)用三次DES加密算法。由于計算機運算能力的增強，原版DES密碼的密鑰長度變得容易被暴力破解；3DES即是設(shè)計用來提供一種相對簡單的方法，即通過增加DES的密鑰長度來避免類似的攻擊，而不是設(shè)計一種全新的塊密碼算法。
3DES是DES向AES過渡的加密算法，加密算法，其具體實現(xiàn)如下：設(shè)Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密過程，K代表DES算法使用的密鑰，M代表明文，C代表密文，這樣：
3DES加密過程為：C=Ek3(Dk2(Ek1(M)))
3DES解密過程為：M=Dk1(EK2(Dk3(C)))
AES加密算法
AES加密算法是密碼學(xué)中的高級加密標準，該加密算法采用對稱分組密碼體制，密鑰長度的最少支持為128、192、256，分組長度128位，算法應(yīng)易于各種硬件和軟件實現(xiàn)。這種加密算法是美國聯(lián)邦政府采用的區(qū)塊加密標準，這個標準用來替代原先的DES，已經(jīng)被多方分析且廣為全世界所使用。
AES加密算法被設(shè)計為支持128／192／256位（/32=nb)數(shù)據(jù)塊大?。捶纸M長度）；支持128／192／256位（/32=nk)密碼長度，，在10進制里，對應(yīng)34×1038、62×1057、1.1×1077個密鑰。
非對稱加密算法
不對稱加密算法使用兩把完全不同但又是完全匹配的一對鑰匙—公鑰和私鑰。在使用不對稱加密算法加密文件時，只有使用匹配的一對公鑰和私鑰，才能完成對明文的加密和解密過程。采用不對稱加密算法，收發(fā)信雙方在通信之前，收信方必須將自己早已隨機生成的公鑰送給發(fā)信方，而自己保留私鑰。由于不對稱算法擁有兩個密鑰，因而特別適用于分布式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)加密。廣泛應(yīng)用的不對稱加密算法有RSA算法和美國國家標準局提出的DSA。以不對稱加密算法為基礎(chǔ)的加密技術(shù)應(yīng)用非常廣泛。
RSA加密算法
RSA加密算法是目前最有影響力的公鑰加密算法，并且被普遍認為是目前最優(yōu)秀的公鑰方案之一。RSA是第一個能同時用于加密和數(shù)宇簽名的算法，它能夠抵抗到目前為止已知的所有密碼攻擊，已被ISO推薦為公鑰數(shù)據(jù)加密標準。RSA加密算法基于一個十分簡單的數(shù)論事實：將兩個大素數(shù)相乘十分容易，但那時想要，但那時想要對其乘積進行因式分解卻極其困難，因此可以將乘積公開作為加密密鑰。
DSA加密算法
DSA是基于整數(shù)有限域離散對數(shù)難題的，其安全性與RSA相比差不多。DSA的一個重要特點是兩個素數(shù)公開，這樣，當使用別人的p和q時，即使不知道私鑰，你也能確認它們是否是隨機產(chǎn)生的，還是作了手腳。RSA算法卻做不到。DSA只是一種算法，和RSA不同之處在于它不能用作加密和解密，也不能進行密鑰交換，只用于簽名,它比RSA要快很多.
ECC加密算法
橢圓加密算法（ECC）是一種公鑰加密體制，最初由Koblitz和Miller兩人于1985年提出，其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是利用橢圓曲線上的有理點構(gòu)成Abel加法群上橢圓離散對數(shù)的計算困難性。公鑰密碼體制根據(jù)其所依據(jù)的難題一般分為三類：大整數(shù)分解問題類、離散對數(shù)問題類、橢圓曲線類。有時也把橢圓曲線類歸為離散對數(shù)類。橢圓曲線密碼體制是目前已知的公鑰體制中，對每比特所提供加密強度最高的一種體制。解橢圓曲線上的離散對數(shù)問題的最好算法是Pollard rho方法，其時間復(fù)雜度為，是完全指數(shù)階的。
不可逆加密算法
不可逆加密算法的特征是加密過程中不需要使用密鑰，輸入明文后由系統(tǒng)直接經(jīng)過加密算法處理成密文，這種加密后的數(shù)據(jù)是無法被解密的，只有重新輸入明文，并再次經(jīng)過同樣不可逆的加密算法處理，得到相同的加密密文并被系統(tǒng)重新識別后，才能真正解密。在計算機網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用較多不可逆加密算法的有RSA公司發(fā)明的MD5算法和由美國國家標準局建議的不可逆加密標準SHS等。
MD5加密算法
MD5為計算機安全領(lǐng)域廣泛使用的一種散列函數(shù)，用以提供消息的完整性保護。對MD5加密算法簡要的敘述可以為：MD5以512位分組來處理輸入的信息，且每一分組又被劃分為16個32位子分組，經(jīng)過了一系列的處理后，算法的輸出由四個32位分組組成，將這四個32位分組級聯(lián)后將生成—個128位散列值。
MD5被廣泛用于各種軟件的密碼認證和鑰匙識別上。MD5用的是哈希函數(shù)，它的典型應(yīng)用是對一段信息產(chǎn)生信息摘要，以防止被篡改。MD5的典型應(yīng)用是對一段Message產(chǎn)生fingerprin指紋，以防止被“篡改”。如果再有—個第三方的認證機構(gòu)，用MD5還可以防止文件作者的“抵賴”，這就是所謂的數(shù)字簽名應(yīng)用。MD5還廣泛用于操作系統(tǒng)的登陸認證上，如UNIX、各類BSD系統(tǒng)登錄密碼、數(shù)字簽名等諸多方。
SHA1加密算法
SHA1是和MD5一樣流行的消息摘要算法。SHA加密算法模仿MD4加密算法。SHA1設(shè)計為和數(shù)字簽名算法（DSA）一起使用。
SHA1主要適用于數(shù)字簽名標準里面定義的數(shù)字簽名算法。對于長度小于2“64位的消息，SHA1會產(chǎn)生一個160位的消息摘要。當接收到消息的時候，這個消息摘要可以用來驗證數(shù)據(jù)的完整性。在傳輸?shù)倪^程中，數(shù)據(jù)很可能會發(fā)生變化，那么這時候就會產(chǎn)生不同的消息摘要。SHA1不可以從消息摘要中復(fù)原信息，而兩個不同的消息不會產(chǎn)生同樣的消息摘要。這樣，SHA1就可以驗證數(shù)據(jù)的完整性，所以說SHA1是為了保證文件完整性的技術(shù)。
SHA1加密算法可以采用不超過264位的數(shù)據(jù)輸入，并產(chǎn)生一個160位的摘要。輸入被劃分為512位的塊，并單獨處理。160位緩沖器用來保存散列函數(shù)的中間和最后結(jié)果。緩沖器可以由5個32位寄存器（A、B、C、D和E）來表示。SHA1是一種比MD5的安全性強的算法，理論上，凡是采取“消息摘要”方式的數(shù)字驗證算法都是有“碰撞”的——也就是兩個不同的東西算出的消息摘要相同，互通作弊圖就是如此。但是安全性高的算法要找到指定數(shù)據(jù)的“碰撞”很困難，而利用公式來計算“碰撞”就更困難一目前為止通用安全算法中僅有MD5被破解。
當然除上述加密算法以外，也存在著其他方法，找到了一張圖表，以做補充。
