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数据加密技术及几种加密体制的比较
2006-1-4  作者:马 莉  阅读:  


摘  要   密码技术是解决信息网络安全的关键技术,信息网络安全中的身份认证,传输和存储信息的加密保护、信息完整

关键词   信息安全   数据加密   数字签名    椭圆曲线加密算法

Data Encryption Technology and Comparison among Kinds of Encryption Systems


    现代的电脑加密技术就是适应了网络安全的需要应运产生的,它为进行一般的电子商务活动提供了安全保障,如在网络中进行文件传输、电子邮件往来和进行合同文本的签署等。因此,在客观上就需要一种强有力的安全措施来保护机密数据不被窃取或篡改。

1 数据加密原理

1.1数据加密  
   
    在计算机上实现的数据加密,其加密或解密变换是由密钥控制实现的。密钥(Keyword)是用户按照一种密码体制随机选取,它通常是一随机字符串,是控制明文和密文变换的唯一参数。
例:明文为字符串:
  AS KINGFISHERS CATCH FIRE
   
   (为简便起见,假定所处理的数据字符仅为大写字母和空格符)。
假定密钥为字符串: ELIOT
  
    加密算法为:
  (1)将明文划分成多个密钥字符串长度大小的块(空格符以″+″表示)
  AS+KI NGFIS HERS+ CATCH +FIRE
    (2)用00~26范围的整数取代明文的每个字符,空格符=00,A=01,...,Z=26:
  0119001109 1407060919 0805181900 0301200308 0006091805
  (3) 与步骤2一样对密钥的每个字符进行取代:
  0512091520
  (4) 对明文的每个块,将其每个字符用对应的整数编码与密钥中相应位置的字符的整数编码的和模27后的值取代:
  (5) 将步骤4的结果中的整数编码再用其等价字符替换:
  FDIZB SSOXL MQ+GT HMBRA ERRFY
   
    理想的情况是采用的加密模式使得攻击者为了破解所付出的代价应远远超过其所获得的利益。实际上,该目的适用于所有的安全性措施。这种加密模式的可接受的最终目标是:即使是该模式的发明者也无法通过相匹配的明文和密文获得密钥,从而也无法破解密文。

1.2数字签名  
   
    密码技术除了提供信息的加密解密外,还提供对信息来源的鉴别、保证信息的完整和不可否认等功能,而这三种功能都是通过数字签名实现。  
  
    数字签名是涉及签名信息和签名人私匙的计算结果。首先,签名人的软件对发送信息进行散列函数运算后,生成信息摘要(message digest)--这段信息所特有的长度固定的信息表示,然后,软件使用签名人的私匙对摘要进行解密,将结果连同信息和签名人的数字证书一同传送给预定的接收者。而接收者的软件会对收到的信息生成信息摘要(使用同样的散列函数),并使用签名人的公匙对签名人生成的摘要进行解密。接收者的软件也可以加以配置,验证签名人证书的真伪,确保证书是由可信赖的CA颁发,而且没有被CA吊销。如两个摘要一样,就表明接收者成功核实了数字签名。

2 加密体制及比较
   
    根据密钥类型不同将现代密码技术分为两类:一类是对称加密(秘密钥匙加密)系统,另一类是公开密钥加密(非对称加密)系统。

2.1对称密码加密系统  
   
    对称钥匙加密系统是加密和解密均采用同一把秘密钥匙,而且通信双方都必须获得这把钥匙,保持钥匙的秘密。
   
    对称密码系统的安全性依赖于以下两个因素。第一,加密算法必须是足够强的,仅仅基于密文本身去解密信息在实践上是不可能的;第二,加密方法的安全性依赖于密钥的秘密性,而不是算法的秘密性。因为算法不需要保密,所以制造商可以开发出低成本的芯片以实现数据加密。这些芯片有着广泛的应用,适合于大规模生产。  
   
    对称加密系统最大的问题是密钥的分发和管理非常复杂、代价高昂。比如对于具有n个用户的网络,需要n(n-1)/2个密钥,在用户群不是很大的情况下,对称加密系统是有效的。但是对于大型网络,当用户群很大,分布很广时,密钥的分配和保存就成了大问题。对称加密算法另一个缺点是不能实现数

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