区块链100讲:盘点那些常用的加密算法原理

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区块链100讲:盘点那些常用的加密算法原理

本文内容来源于Robin Liu的博客

整理:区块链兄弟

区块链100讲:盘点那些常用的加密算法原理

在开发过程中,常常用到各种加密方法和算法,本文总结了几种常用加密方法的原理。

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对称加密

区块链100讲:盘点那些常用的加密算法原理

原理:加密和解密数据使用同一个密钥,适合对大量数据进行加解密

安全性:关键是密钥的保存方式,加密或是解密的任何一方泄漏密钥,都会导致信息泄漏

代表算法:DES、3DES、Blowfish、IDEA、RC4、RC5、RC6、AES等

对称密码常用的数学运算:

移位和循环移位  

移位就是将一段数码按照规定的位数整体性地左移或右移。循环右移就是当右移时,把数码的最后的位移到数码的最前头,循环左移正相反。例如,对十进制数码12345678循环右移1位(十进制位)的结果为81234567,而循环左移1位的结果则为23456781。

置换  

就是将数码中的某一位的值根据置换表的规定,用另一位代替。它不像移位操作那样整齐有序,看上去杂乱无章。这正是加密所需,被经常应用。

扩展  

就是将一段数码扩展成比原来位数更长的数码。扩展方法有多种,例如,可以用置换的方法,以扩展置换表来规定扩展后的数码每一位的替代值。

压缩  

就是将一段数码压缩成比原来位数更短的数码。压缩方法有多种,例如,也可以用置换的方法,以表来规定压缩后的数码每一位的替代值。

异或  

这是一种二进制布尔代数运算。异或的数学符号为⊕ ,它的运算法则如下:

1⊕1 = 00⊕0 = 01⊕0 = 10⊕1 = 1  

也可以简单地理解为,参与异或运算的两数位如相等,则结果为0,不等则为1。

迭代  

迭代就是多次重复相同的运算,这在密码算法中经常使用,以使得形成的密文更加难以破解。

2

非对称加密

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原理:

非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(publickey)和私有密钥(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

安全性:公钥可以被任何人知道,但是私钥被泄漏就会导致信息泄漏

应用场景:

数字签名,私钥拥有者对信息进行加密,接受者使用公钥解密成功,就可以确定发送者的身份

密钥长度:

通常是1024,2048等。密钥长度增长一倍,公钥操作所需时间增加约4倍,私钥操作所需时间增加约8倍,公私钥生成时间约增长16倍

加密的明文长度:

加密的明文长度不能超过RSA密钥的长度减去11byte,比如密钥长度是1024位的,1024位=1024bit=128byte,128-11=117byte,所以明文长度不能超过117byte,如果长度超过该值将会抛出异常。加密后密文的长度为密钥的长度,如密钥长度为1024bit(128Byte),最后生成的密文固定为 1024bit(128Byte)

代表算法:DES、3DES、Blowfish、IDEA、RC4、RC5、RC6、AES等

3

哈希散列算法

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原理:

采用某种散列函数,输入不同长度的明文,得到相同的长度的密文,明文的微小变化都能引起密文的巨大变化。其实哈希散列算法不算是真正的加密,而是生成对应明文的指纹信息,用来校验数据的完整性。

安全性:不能通过密文反推明文,通常作为数据的完整性校验

应用场景1:生成信息摘要,验证信息的完整性

应用场景2:不用明文存储用户密码,比如使用md5(md5(用户密码)+salt)来存储密码和验证密码,防止攻击者用彩虹表攻击

代表算法:MD2、MD4、MD5、PANAMA、SHA-0、SHA-1、SHA-256、SHA-512等

4

常用算法对比

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参考:

  • DES加密算法原理

  • DES算法实例详解

  • AES对称加密算法扫盲

  • DES,3DES,AES这三种对称密钥的区别与联系

  • 数字签名算法介绍和区别

  • HOTP和TOTP算法图解

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原文始发于微信公众号( 区块链社区HiBlock ):区块链100讲:盘点那些常用的加密算法原理