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立即咨询此次我们来讲解下关于各种加解密算法的比较,其中有对称加密算法,非对称加密算法,散列算法等等。
对称加密算法
对称加密算法用来对敏感数据等信息进行加密,常用的算法包括:
DES(Data Encryption Standard):数据加密标准,速度较快,适用于加密大量数据的场合。
3DES(Triple DES):是基于DES,对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密,强度更高。
AES(Advanced Encryption Standard):高级加密标准,是下一代的加密算法标准,速度快,安全级别高;
AES与3DES的比较
算法名称 | 算法类型 | 密钥长度 | 速度 | 解密时间(建设机器每秒尝试255个密钥) | 资源消耗 |
AES | 对称block密码 | 128、192、256位 | 高 | 1490000亿年 | 低 |
3DES | 对称feistel密码 | 112位或168位 | 低 | 46亿年 | 中 |
非对称算法
RSA:由 RSA 公司发明,是一个支持变长密钥的公共密钥算法,需要加密的文件块的长度也是可变的;
DSA(Digital Signature Algorithm):数字签名算法,是一种标准的 DSS(数字签名标准);
ECC(Elliptic Curves Cryptography):椭圆曲线密码编码学。
ECC和RSA相比,在许多方面都有对绝对的优势,主要体现在以下方面:
抗攻击性强。相同的密钥长度,其抗攻击性要强很多倍。
计算量小,处理速度快。ECC总的速度比RSA、DSA要快得多。
存储空间占用小。ECC的密钥尺寸和系统参数与RSA、DSA相比要小得多,意味着它所占的存贮空间要小得多。这对于加密算法在IC卡上的应用具有特别重要的意义。
带宽要求低。当对长消息进行加解密时,三类密码系统有相同的带宽要求,但应用于短消息时ECC带宽要求却低得多。带宽要求低使ECC在无线网络领域具有广泛的应用前景。
下面两张表示是RSA和ECC的安全性和速度的比较。
攻破时间(MIPS年) | RSA/DSA(密钥长度) | ECC密钥长度 | RSA/ECC密钥长度比 |
104 | 512 | 106 | 5:1 |
108 | 768 | 132 | 6:1 |
1011 | 1024 | 160 | 7:1 |
1020 | 2048 | 210 | 10:1 |
1078 | 21000 | 600 | 35:1 |
攻破时间(MIPS年) | RSA/DSA(密钥长度) | ECC密钥长度 | RSA/ECC密钥长度比 |
104 | 512 | 106 | 5:1 |
108 | 768 | 132 | 6:1 |
1011 | 1024 | 160 | 7:1 |
1020 | 2048 | 210 | 10:1 |
1078 | 21000 | 600 | 35:1 |
RSA和ECC安全模长得比较
功能 | Security Builder 1.2 | BSAFE 3.0 |
163位ECC(ms) | 1,023位RSA(ms) | |
密钥对生成 | 3.8 | 4,708.3 |
签名 | 2.1(ECNRA) | 228.4 |
3.0(ECDSA) | ||
认证 | 9.9(ECNRA) | 12.7 |
10.7(ECDSA) | ||
Diffie—Hellman密钥交换 | 7.3 | 1,654.0 |
RSA和ECC速度比较
散列算法
散列是信息的提炼,通常其长度要比信息小得多,且为一个固定长度。加密性强的散列一定是不可逆的,这就意味着通过散列结果,无法推出任何部分的原始信息。任何输入信息的变化,哪怕仅一位,都将导致散列结果的明显变化,这称之为雪崩效应。散列还应该是防冲突的,即找不出具有相同散列结果的两条信息。具有这些特性的散列结果就可以用于验证信息是否被修改。
单向散列函数一般用于产生消息摘要,密钥加密等,常见的有:
l MD5(Message Digest Algorithm 5):是RSA数据安全公司开发的一种单向散列算法,非可逆,相同的明文产生相同的密文。
l SHA(Secure Hash Algorithm):可以对任意长度的数据运算生成一个160位的数值;
SHA-1与MD5的比较
因为二者均由MD4导出,SHA-1和MD5彼此很相似。相应的,他们的强度和其他特性也是相似,但还有以下几点不同:
l 对强行供给的安全性:最显著和最重要的区别是SHA-1摘要比MD5摘要长32 位。使用强行技术,产生任何一个报文使其摘要等于给定报摘要的难度对MD5是2128数量级的操作,而对SHA-1则是2160数量级的操作。这样,SHA-1对强行攻击有更大的强度。
l 对密码分析的安全性:由于MD5的设计,易受密码分析的攻击,SHA-1显得不易受这样的攻击。
l 速度:在相同的硬件上,SHA-1的运行速度比MD5慢。
对称与非对称算法比较
以上综述了两种加密方法的原理,总体来说主要有下面几个方面的不同:
l 在管理方面:公钥密码算法只需要较少的资源就可以实现目的,在密钥的分配上,两者之间相差一个指数级别(一个是n一个是n2)。所以私钥密码算法不适应广域网的使用,而且更重要的一点是它不支持数字签名。
l 在安全方面:由于公钥密码算法基于未解决的数学难题,在破解上几乎不可能。对于私钥密码算法,到了AES虽说从理论来说是不可能破解的,但从计算机的发展角度来看。公钥更具有优越性。
l 从速度上来看:AES的软件实现速度已经达到了每秒数兆或数十兆比特。是公钥的100倍,如果用硬件来实现的话这个比值将扩大到1000倍。
由于非对称加密算法的运行速度比对称加密算法的速度慢很多,当我们需要加密大量的数据时,建议采用对称加密算法,提高加解密速度。
对称加密算法不能实现签名,因此签名只能非对称算法。
由于对称加密算法的密钥管理是一个复杂的过程,密钥的管理直接决定着他的安全性,因此当数据量很小时,我们可以考虑采用非对称加密算法。
在实际的操作过程中,我们通常采用的方式是:采用非对称加密算法管理对称算法的密钥,然后用对称加密算法加密数据,这样我们就集成了两类加密算法的优点,既实现了加密速度快的优点,又实现了安全方便管理密钥的优点。
那采用多少位的密钥呢? RSA建议采用1024位的数字,ECC建议采用160位,AES采用128为即可。
保密通信:保密通信是密码学产生的动因。使用公私钥密码体制进行保密通信时,信息接收者只有知道对应的密钥才可以解密该信息。
数字签名:数字签名技术可以代替传统的手写签名,而且从安全的角度考虑,数字签名具有很好的防伪造功能。在政府机关、军事领域、商业领域有广泛的应用环境。
秘密共享:秘密共享技术是指将一个秘密信息利用密码技术分拆成n个称为共享因子的信息,分发给n个成员,只有k(k≤n)个合法成员的共享因子才可以恢复该秘密信息,其中任何一个或m(m≤k)个成员合作都不知道该秘密信息。利用秘密共享技术可以控制任何需要多个人共同控制的秘密信息、命令等。
认证功能:在公开的信道上进行敏感信息的传输,采用签名技术实现对消息的真实性、完整性进行验证,通过验证公钥证书实现对通信主体的身份验证。
密钥管理:密钥是保密系统中更为脆弱而重要的环节,公钥密码体制是解决密钥管理工作的有力工具;利用公钥密码体制进行密钥协商和产生,保密通信双方不需要事先共享秘密信息;利用公钥密码体制进行密钥分发、保护、密钥托管、密钥恢复等。
基于公钥密码体制可以实现以上通用功能以外,还可以设计实现以下的系统:安全电子商务系统、电子现金系统、电子选举系统、电子招投标系统、电子彩票系统等。
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