常用数据加密算法有哪些

2023-03-14

在现代社会中，各种信息的传输和存储已经成为日常生活的重要组成部分。然而，随着互联网的普及和信息技术的快速发展，信息安全问题也加剧了。数据安全问题已经引起了广泛关注，因为一旦数据被泄漏或遭受攻击，可能会严重威胁到个人隐私和企业安全。因此，数据加密厂商如雨后春笋般出现，数据加密算法在信息安全领域中已成为宝贵的资产，下面我们就来了解一下常用的数据加密算法。

一、对称加密算法

对称加密算法又称为私有密钥加密算法，是一种利用同一密钥进行加密和解密的算法。在加密运算时，根据密钥和算法规则，以明文为输入，产生密文输出；解密运算则将密文和密钥作为输入，以原加密算法规则逆向进行运算，即可得到原明文。

数据在传输的过程中存储在计算机系统的临时内存中，临时内存并没有经过特殊的保护措施，导致数据的机密性无法得到保障。因此，对称加密算法通过使用密钥来加密数据，可以将数据进行保护，确保数据传输的安全性。

常见的对称加密算法包括：DES算法、3DES算法以及AES算法等。

1. DES算法

DES算法是一种最古老的现代加密算法，其全名为“Data Encryption Standard”，即数据加密标准。这种算法的密钥长度为56位，但是因为使用了多轮加密技术，所以其加密强度相对较高。

2. 3DES算法

3DES算法是DES算法的一种变体，其全名为“Triple Data Encryption Algorithm”，即三重数据加密算法。3DES算法通过在DES算法之上叠加两轮加密操作，生成一个密钥长度大于56位的方案，进一步提高了其安全性。

3. AES算法

AES算法是美国国家标准局（NIST）于2001年发布的一个新的对称加密标准，全名为“Advanced Encryption Standard”，即高级加密标准。AES算法目前已广泛用于保护网络通信、移动设备信息以及传统的存储设备中的数据。

二、非对称加密算法

非对称加密算法也称为公钥加密算法，是指在加密和解密时使用不同的密钥。公钥可以公开给任何人，私钥则只有持有该密钥的人可以使用。与对称加密算法不同的是，非对称加密算法具有更高的加密强度和安全性。

在这种算法中，加密和解密所需要的一对密钥分别为公钥和私钥。公钥用于加密数据，只有持有匹配的私钥才能进行解密。与对称加密算法不同，非对称加密算法的加密和解密过程是分开进行的，因此，其加密效率相对较低。

常见的非对称加密算法包括：RSA算法、Elgamal算法以及ECC算法等。

1. RSA算法

RSA算法是一种由Ron Rivest、Adi Shamir 和 Leonard Adleman三人于1977年发明的经典的非对称加密算法。该算法利用大数分解的困难性结合数论中的欧拉函数以及欧几里得算法等理论，实现了一种高度安全的加密机制。

2. Elgamal算法

Elgamal算法是一种基于离散对数问题的非对称加密算法。该算法可以确保信息的机密性、完整性和电子签名机制。在应用领域中，Elgamal算法可以用于数字签名、加密通信以及安全计算等多种场景。

3. ECC算法

ECC算法全名为“Elliptic Curve Cryptosystem”，即椭圆曲线加密算法。该算法利用椭圆曲线的数学原理，结合离散对数问题，在保证强安全的同时，大大降低了密钥的长度，因此更适合于移动设备等资源受限的场景。

总体来说，非对称加密算法在安全保障方面更为高效、可靠，但加密效率较低，需要使用更多的机器资源。

三、哈希算法

哈希算法是一种用于验证信息完整性的算法。通过对任意长度的输入进行处理，生成固定长度的输出，该输出称为哈希值或摘要。哈希值具有对输入数据具有唯一性，并且无法被恢复原始数据的特点。

哈希算法在许多应用中都有广泛的应用。在密码学中，哈希算法用于存储密码摘要，以避免用户的密码明文被恶意获取；在数字签名中，哈希算法用于产生数字签名。常用的哈希算法有：MD5算法、SHA算法以及哈希算法等。

1. MD5算法

MD5算法全名为“Message Digest Algorithm v5”，即消息摘要算法第五版。该算法将任意长度的明文消息映射为一个128位的长度输出，如下图所示：

MD5算法的安全性越来越受到质疑，可以使用更加安全的哈希算法。

2. SHA算法

SHA算法全名为“Secure Hash Algorithm”，即安全哈希算法。SHA算法是一种确定性算法，它将任意长度的消息输入（最大2的64次方），并输出160位的消息摘要。SHA算法被广泛应用于数字签名算法中，具有高度的安全性和可靠性。

3. 哈希算法

哈希算法是有国产区别的加密算法，也是一种安全哈希算法。相较于MD5算法，哈希算法具有更高的安全性，同时支持可变的长度。

四、总结

本文主要介绍了常用的数据加密算法，包括对称加密算法、非对称加密算法以及哈希算法。不同的加密算法适用于不同的应用场景。在实践中，我们要根据需要选择不同的加密算法来确保数据的安全。除此之外，众多加密算法的研究和发展，将使信息安全对抗中的双方始终处于对抗状态。因此，数据加密技术将持续成为未来的焦点，并且它的推进也将不断带来新的变革。