DES
單鑰密碼體制：加密解密用同一把密鑰；不足在于密鑰的管理和傳送
SHA和MD5
消息摘要：數據塊生成一個(gè)數字指紋，不管數據塊的大小長(cháng)度。
RSA
公鑰密碼：公開(kāi)的加密密鑰，不公開(kāi)的解密密鑰。
數字簽名DSA
對數字指紋進(jìn)行RSA加密。兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，發(fā)送者不能抵賴(lài)（如何保證？），接受者可以驗證正確性，因為加密密鑰是公開(kāi)的。
數字簽名使用私鑰來(lái)簽名的。
PKI原理
PKI 即公共密鑰體系。它利用公共密鑰算法的特點(diǎn)，建立一套證書(shū)發(fā)放、管理和使用的體系，來(lái)支持和完成網(wǎng)絡(luò )系統中的身份認證、信息加密、保證數據完整性和抗抵賴(lài)性。PKI 體系可以有多種不同的體系結構、實(shí)現方法和通信協(xié)議。
公共（非對稱(chēng)）密鑰算法使用加密算法和一對密鑰：一個(gè)公共密鑰（公鑰，public key）和一個(gè)私有密鑰（私鑰，private key）。其基本原理是：由一個(gè)密鑰進(jìn)行加密的信息內容，只能由與之配對的另一個(gè)密鑰才能進(jìn)行解密。公鑰可以廣泛地發(fā)給與自己有關(guān)的通信者，私鑰則需要十分安全地存放起來(lái)。使用中，甲方可以用乙方的公鑰對數據進(jìn)行加密并傳送給乙方，乙方可以使用自己的私鑰完成解密。公鑰通過(guò)電子證書(shū)與其擁有者的姓名、工作單位、郵箱地址等捆綁在一起，由權威機構（CA, Certificate Authority）認證、發(fā)放和管理。把證書(shū)交給對方時(shí)就把自己的公鑰傳送給了對方。證書(shū)也可以存放在一個(gè)公開(kāi)的地方，讓別人能夠方便地找到和下載。
公共密鑰方法還提供了進(jìn)行數字簽名的辦法：簽字方對要發(fā)送的數據提取摘要并用自己的私鑰對其進(jìn)行加密；接收方驗證簽字方證書(shū)的有效性和身份，用簽字方公鑰進(jìn)行解密和驗證，確認被簽字的信息的完整性和抗抵賴(lài)性。
公共密鑰方法通常結合使用對稱(chēng)密鑰（單密鑰）方法，由計算效率高的對稱(chēng)密鑰方法對文件和數據進(jìn)行加密。
目前在 Internet 上主要使用 RSA 公共密鑰方法，密鑰長(cháng)度 512 或 1024 位，是廣泛使用的 SSL/TLS 和S/MIME 等安全通信協(xié)議的基礎。
加密
數據加密技術(shù)從技術(shù)上的實(shí)現分為在軟件和硬件兩方面。按作用不同，數據加密技術(shù)主要分為數據傳輸、數據存儲、數據完整性的鑒別以及密鑰管理技術(shù)這四種。
在網(wǎng)絡(luò )應用中一般采取兩種加密形式：對稱(chēng)密鑰和公開(kāi)密鑰，采用何種加密算法則要結合具體應用環(huán)境和系統，而不能簡(jiǎn)單地根據其加密強度來(lái)作出判斷。因為除了加密算法本身之外，密鑰合理分配、加密效率與現有系統的結合性，以及投入產(chǎn)出分析都應在實(shí)際環(huán)境中具體考慮。
對于對稱(chēng)密鑰加密。其常見(jiàn)加密標準為DES等，當使用DES時(shí)，用戶(hù)和接受方采用64位密鑰對報文加密和解密，當對安全性有特殊要求時(shí)，則要采取IDEA和三重DES等。作為傳統企業(yè)網(wǎng)絡(luò )廣泛應用的加密技術(shù)，秘密密鑰效率高，它采用KDC來(lái)集中管理和分發(fā)密鑰并以此為基礎驗證身份，但是并不適合Internet環(huán)境。
在Internet中使用更多的是公鑰系統。即公開(kāi)密鑰加密，它的加密密鑰和解密密鑰是不同的。一般對于每個(gè)用戶(hù)生成一對密鑰后，將其中一個(gè)作為公鑰公開(kāi)，另外一個(gè)則作為私鑰由屬主保存。常用的公鑰加密算法是RSA算法，加密強度很高。具體作法是將數字簽名和數據加密結合起來(lái)。發(fā)送方在發(fā)送數據時(shí)必須加上數據簽名，做法是用自己的私鑰加密一段與發(fā)送數據相關(guān)的數據作為數字簽名，然后與發(fā)送數據一起用接收方密鑰加密。當這些密文被接收方收到后，接收方用自己的私鑰將密文解密得到發(fā)送的數據和發(fā)送方的數字簽名，然后，用發(fā)布方公布的公鑰對數字簽名進(jìn)行解密，如果成功，則確定是由發(fā)送方發(fā)出的。數字簽名每次還與被傳送的數據和時(shí)間等因素有關(guān)。由于加密強度高，而且并不要求通信雙方事先要建立某種信任關(guān)系或共享某種秘密，因此十分適合Internet網(wǎng)上使用。
常規密鑰密碼體制
所謂常規密鑰密碼體制，即加密密鑰與解密密鑰是相同的。
在早期的常規密鑰密碼體制中，典型的有代替密碼，其原理可以用一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明：
將字母a，b，c，d，…，w，x，y，z的自然順序保持不變，但使之與D，E，F，G，…，Z，A，B，C分別對應（即相差3個(gè)字符）。若明文為student則對應的密文為VWXGHQW（此時(shí)密鑰為3）。
由于英文字母中各字母出現的頻度早已有人進(jìn)行過(guò)統計，所以根據字母頻度表可以很容易對這種代替密碼進(jìn)行破譯。
數據加密標準DES
DES算法原是IBM公司為保護產(chǎn)品的機密于1971年至1972年研制成功的，后被美國國家標準局和國家安全局選為數據加密標準，并于1977年頒布使用。ISO也已將DES作為數據加密標準。
DES對64位二進(jìn)制數據加密，產(chǎn)生64位密文數據。使用的密鑰為64位，實(shí)際密鑰長(cháng)度為56位（有8位用于奇偶校驗）。解密時(shí)的過(guò)程和加密時(shí)相似，但密鑰的順序正好相反。
DES的保密性?xún)H取決于對密鑰的保密，而算法是公開(kāi)的。DES內部的復雜結構是至今沒(méi)有找到捷徑破譯方法的根本原因?，F在DES可由軟件和硬件實(shí)現。美國AT＆T首先用LSI芯片實(shí)現了DES的全部工作模式，該產(chǎn)品稱(chēng)為數據加密處理機DEP。
公開(kāi)密鑰密碼體制
公開(kāi)密鑰（public key）密碼體制出現于1976年。它最主要的特點(diǎn)就是加密和解密使用不同的密鑰，每個(gè)用戶(hù)保存著(zhù)一對密鑰 公開(kāi)密鑰PK和秘密密鑰SK，因此，這種體制又稱(chēng)為雙鑰或非對稱(chēng)密鑰密碼體制。
在這種體制中，PK是公開(kāi)信息，用作加密密鑰，而SK需要由用戶(hù)自己保密，用作解密密鑰。加密算法E和解密算法D也都是公開(kāi)的。雖然SK與PK是成對出現，但卻不能根據PK計算出SK。公開(kāi)密鑰算法的特點(diǎn)如下：
1、用加密密鑰PK對明文X加密后，再用解密密鑰SK解密，即可恢復出明文
寫(xiě)為：DSK（EPK（X））=X
2、加密密鑰不能用來(lái)解密，即DPK（EPK（X））≠X
3、在計算機上可以容易地產(chǎn)生成對的PK和SK。
4、從已知的PK實(shí)際上不可能推導出SK。
5、加密和解密的運算可以對調，即：EPK（DSK（X））=X
在公開(kāi)密鑰密碼體制中，最有名的一種是RSA體制。它已被ISO/TC97的數據加密技術(shù)分委員會(huì )SC20推薦為公開(kāi)密鑰數據加密標準。
數字簽名
數字簽名技術(shù)是實(shí)現交易安全的核心技術(shù)之一，它的實(shí)現基礎就是加密技術(shù)。在這里，我們介紹數字簽名的基本原理。
以往的書(shū)信或文件是根據親筆簽名或印章來(lái)證明其真實(shí)性的。但在計算機網(wǎng)絡(luò )中傳送的報文又如何蓋章呢？這就是數字簽名所要解決的問(wèn)題。數字簽名必須保證以下幾點(diǎn)：
接收者能夠核實(shí)發(fā)送者對報文的簽名；發(fā)送者事后不能抵賴(lài)對報文的簽名；接收者不能偽造對報文的簽名。
現在已有多種實(shí)現各種數字簽名的方法，但采用公開(kāi)密鑰算法要比常規算法更容易實(shí)現。下面就來(lái)介紹這種數字簽名。
發(fā)送者A用其秘密解密密鑰SKA對報文X進(jìn)行運算，將結果DSKA（X）傳送給接收者B。B用已知的A的公開(kāi)加密密鑰得出EPKA（DSKA（X））=X。因為除A外沒(méi)有別人能具有A的解密密鑰SKA，所以除A外沒(méi)有別人能產(chǎn)生密文DSKA（X）。這樣，報文X就被簽名了。 用私鑰加密發(fā)送給對方。對方只能用自己的公鑰打開(kāi)。以實(shí)現核實(shí)發(fā)送者對報文的簽名。
假若A要抵賴(lài)曾發(fā)送報文給B。B可將X及DSKA（X）出示給第三者。第三者很容易用PKA去證實(shí)A確實(shí)發(fā)送消息X給B。反之，如果是B將X偽造成X'，則B不能在第三者面前出示DSKA（X'）。這樣就證明B偽造了報文?？梢钥闯?，實(shí)現數字簽名也同時(shí)實(shí)現了對報文來(lái)源的鑒別。
但是上述過(guò)程只是對報文進(jìn)行了簽名。對傳送的報文X本身卻未保密。因為截到密文DSKA（X）并知道發(fā)送者身份的任何人，通過(guò)查問(wèn)手冊即可獲得發(fā)送者的公開(kāi)密鑰PKA，因而能夠理解報文內容。則可同時(shí)實(shí)現秘密通信和數字簽名。SKA和SKB分別為A和B的秘密密鑰，而PKA和PKB分別為A和B的公開(kāi)密鑰。
密鑰的管理
對稱(chēng)密鑰加密方法致命的一個(gè)弱點(diǎn)就是它的密鑰管理十分困難，因此它很難在電子商務(wù)的實(shí)踐中得到廣泛的應用。在這一點(diǎn)上，公開(kāi)密鑰加密方法占有絕對的優(yōu)勢。不過(guò)，無(wú)論實(shí)施哪種方案，密鑰的管理都是要考慮的問(wèn)題。當網(wǎng)絡(luò )擴得更大、用戶(hù)增加更多時(shí)尤其如此。一家專(zhuān)門(mén)從事安全性咨詢(xún)的公司Cypress Consulting的總裁CyArdoin說(shuō)：“在所有加密方案中，都必須有人來(lái)管理密鑰?！?br style="padding: 0px; margin: 0px;">
目前，公認的有效方法是通過(guò)密鑰分配中心KDC來(lái)管理和分配公開(kāi)密鑰。每個(gè)用戶(hù)只保存自己的秘密密鑰和KDC的公開(kāi)密鑰PKAS。用戶(hù)可以通過(guò)KDC獲得任何其他用戶(hù)的公開(kāi)密鑰。
首先，A向KDC申請公開(kāi)密鑰，將信息（A，B）發(fā)給KDC。KDC返回給A的信息為（CA，CB），其中，CA=DSKAS（A，PKA，T1），CB=DSKAS（B，PKB，T2）。CA和CB稱(chēng)為證書(shū)（Certificate），分別含有A和B的公開(kāi)密鑰。KDC使用其解密密鑰SKAS對CA和CB進(jìn)行了簽名，以防止偽造。時(shí)間戳T1和T2的作用是防止重放攻擊。
最后，A將證書(shū)CA和CB傳送給B。B獲得了A的公開(kāi)密鑰PKA，同時(shí)也可檢驗他自己的公開(kāi)密鑰PKB。
PKI的主要目的是通過(guò)自動(dòng)管理密鑰跟證書(shū)，可以為用戶(hù)建立起一個(gè)安全的網(wǎng)絡(luò )運行環(huán)境，使用戶(hù)可以在多種應用環(huán)境下方便的使用加密和數字簽名技術(shù)，從而保證網(wǎng)上數據的機密性，完整性，有效性。
數據的機密性是指數據在傳輸過(guò)程中不能被非授權者偷看
數據的完整性是指數據在傳輸過(guò)程中不能被非法的竄改
數據的有效性是指數據不能被隨便否認
一個(gè)有效的PKI系統必須是安全的，透明的，用戶(hù)在獲得加密和數字簽名服務(wù)時(shí)，是不需要詳細了解PKI怎樣管理證書(shū)和密鑰的。
密鑰是一種用來(lái)加密或解密信息的值，即使算法是公開(kāi)的，也不會(huì )破壞其安全性，因為數據如果沒(méi)有密鑰則無(wú)法讀取。
PKI 是一種新的安全技術(shù)，它由公鑰加密技術(shù)，數字證書(shū)，證書(shū)發(fā)放機構（CA），注冊權威機構（RA）等基本成分共同組成。
數字證書(shū)用于internet intranet extranet 上的用戶(hù)身份驗證
CA是一個(gè)可信任的實(shí)體，它根據CA頒發(fā)策略負責發(fā)布，更新和吊銷(xiāo)證書(shū)
注冊權威機構RA 接受用戶(hù)的請求，負責將用戶(hù)的有關(guān)申請信息存檔備案，并存儲在數據庫中，等待審核，并將審核通過(guò)的證書(shū)請求發(fā)送給證書(shū)頒發(fā)機構。RA分擔了CA的部分任務(wù)，管理更方便。
比較成熟的對稱(chēng)加密 DES 3DES IDEA
非對稱(chēng)加密的特點(diǎn)
密鑰是成對出現的，這兩個(gè)密鑰互不相同，兩個(gè)密鑰可以互相機密和解密
不能根據一個(gè)密鑰來(lái)推算得出另一個(gè)密鑰
公鑰對外公開(kāi)，私鑰只有私鑰的持有人才知道
私鑰應該由密鑰的持有人妥善保管
接收方生成一對密鑰（公鑰和私鑰），并將公鑰向外傳遞公開(kāi)
得到該公鑰的發(fā)送方使用接收方的公鑰，對信息進(jìn)行加密后，再發(fā)送給接受方
接受方受到信息后，再用自己的私鑰對信息進(jìn)行解密
非對稱(chēng)加密算法的保密性比較好，它消除了最終用戶(hù)交換密鑰的需要，但加密和解密花費時(shí)間長(cháng)，速度慢，它不適合對文件加密，而只適合用于少量數據進(jìn)行加密。因為，在實(shí)際應用中，將非對稱(chēng)加密和對稱(chēng)加密混合使用。
發(fā)送方用對稱(chēng)加密的方法，將文件加密后傳給對方
發(fā)送方再將對稱(chēng)密鑰（即發(fā)送方和接受方應該共同擁有的密鑰）通過(guò)非對稱(chēng)加密的方法加密后傳給對方
接收方使用私鑰解密得到對稱(chēng)密鑰
用對稱(chēng)密鑰解密去解讀對稱(chēng)加密的密文，從而得到明文信息
公認的非對稱(chēng)加密算法是 RSA 算法
我發(fā)給的人。確保不被別人所得到。是利用加密算法
給我的人。我確定是這個(gè)人發(fā)的。用的是數字簽名。有不可抵賴(lài)性
HASH算法也稱(chēng)為雜湊算法，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的不可逆過(guò)程。HASH算法在確保文件的完整性和不可更改性上也有和好的用途。
輸入一個(gè)長(cháng)度不固定的字符串，返回一串固定長(cháng)度的字符串，又稱(chēng)為HASH值，通常也稱(chēng)為雜湊值（HASH Value）
每一個(gè)消息輸入單項雜湊函數中，將產(chǎn)生一個(gè)雜湊值，這個(gè)雜湊值可以保證輸入消息的唯一性（不同雜湊值表示不同輸入消息）
如果通過(guò)一個(gè)不安全的傳輸通道的消息在傳輸前的雜湊值和消息經(jīng)傳輸后的雜湊值相同，那么可以認為接受到的信息在很高的概率上與發(fā)送消息是相同的，從而可以保證傳輸消息的完整性
在某一特定的時(shí)間內，無(wú)法查找經(jīng)HASH操作后生成特定HASH值的原報文。
也無(wú)法查找兩個(gè)經(jīng)HASH操作后生成相同HASH值的不同報文
HASH 算法常用的有SHA 和 MD5
數據加密只能保證所發(fā)送的數據的機密性，確不能完全保證數據的完整性和不可抵賴(lài)性，即不能保證數據在傳遞過(guò)程中不被人篡改和不被人冒名頂替發(fā)送。
數字簽名提供了身份驗證和數據完整性，使接受方可確認該發(fā)送方的身份標識，并證實(shí)消息在傳遞過(guò)程中內容沒(méi)有被篡改。這樣可以防止某個(gè)消息的發(fā)送方試圖通過(guò)替換另一個(gè)用戶(hù)的身份發(fā)送消息。
消息有簽發(fā)者即發(fā)送方自己簽名發(fā)送，簽名者不能否認或難以否認
消息自簽發(fā)到接受這段過(guò)程中未曾做過(guò)修改，簽發(fā)的消息是真實(shí)的。
數字簽名頁(yè)可以用于時(shí)間戳，即可以同時(shí)簽署消息發(fā)送的時(shí)間。用戶(hù)可以用他的私鑰簽名消息和生成時(shí)間戳，證實(shí)該消息在某一段時(shí)間中存在。數字簽名同樣可以用來(lái)確認某一公鑰屬于某人。因為對消息進(jìn)行數字簽名時(shí)，可以產(chǎn)生一個(gè)代表該消息的消息摘要。該消息摘要通過(guò)發(fā)送方的私鑰加密的，接受方可以使用發(fā)送方的公鑰進(jìn)行解密。
發(fā)送方簽名某個(gè)消息時(shí)，將創(chuàng )建一個(gè)消息摘要（用HASH算法）
發(fā)送方用自己的私鑰加密消息摘要
將消息摘要做為消息的附件和消息一起發(fā)送給接收方
當接收方收到消息后，就用該發(fā)送方的公鑰解密此消息摘要
同時(shí)，接受方再用發(fā)送方的公鑰解密消息，然后用同樣的算法創(chuàng )建出一個(gè)新的消息摘要，并將他與解密的消息摘要進(jìn)行比較。
如果兩個(gè)消息摘要互相匹配，則可保證完整性，簽名就會(huì )認為是有效的。
過(guò)程
發(fā)送方
1 原文＋隨機密鑰（對稱(chēng)）－－用隨機密鑰加密原文
2 原文＋HASH 算法－－消息摘要
3 隨機密鑰（對稱(chēng)）＋接受方的公鑰－－只有接受方的私鑰才能打開(kāi)取得對稱(chēng)密鑰
4 消息摘要＋發(fā)送方私鑰－－接受方用發(fā)送方公鑰解開(kāi)取得摘要消息
以上四個(gè)過(guò)程最后生成了 加密數據和加密的摘要消息
接受方
1 首先用自己的私鑰解開(kāi)發(fā)送過(guò)來(lái)的加密的對稱(chēng)密鑰
2 取得對稱(chēng)密鑰就可以解開(kāi)加密的原文
3 用發(fā)送方的公鑰解開(kāi)加密的消息摘要
4 用解開(kāi)的原文用同樣的HASH算法算出一個(gè)消息摘要
5 對比傳過(guò)來(lái)的在發(fā)送方的消息摘要和現在接受的文章的消息摘要是否匹配。匹配則說(shuō)明信息沒(méi)有被改動(dòng)過(guò)。
其中使用了對稱(chēng)密鑰 非對稱(chēng)的公鑰 私鑰 還有HASH 算法
數據經(jīng)過(guò)了加密。如果想解開(kāi)數據就必須有接受方的私鑰?？墒撬借€是不傳輸的。所以很難破解數據。但是這個(gè)加密是使用接受方的公鑰加密的。而公鑰是公開(kāi)的。所以有人可以采用接受方的公鑰再偽造數據部分。這樣和數據摘要一起發(fā)給接受方。因為是采用接受方公鑰所加密的。所以接受方可以打開(kāi)被篡改的數據?？墒沁@種篡改的數據再經(jīng)過(guò)HASH算法無(wú)法跟發(fā)送過(guò)來(lái)的消息摘要相同。從而被證明是篡改的或被有損的。而因為消息摘要是用發(fā)送方的私鑰來(lái)加密的。如果要偽造就必須有發(fā)送方的私鑰。而發(fā)送方的私鑰也是不在網(wǎng)絡(luò )上傳送的。這樣只有得到雙方的私鑰才能偽造。
數字簽名一般不采用非對稱(chēng)加密算法 RSA等。而是發(fā)送方對整個(gè)數據進(jìn)行變換，得到一個(gè)值，將其作為消息摘要和簽名，接受者使用發(fā)送者的公鑰對消息摘要進(jìn)行解密運算。如果其結果與原摘要一致，則此數字簽名有效，證明對方的身份是真實(shí)的。一般數字簽名中使用的加密算法有HASH算法，安全的HASH算法等。再HASH算法中，目前比較多的是MD5。
接受方還必須有一個(gè)機制，以確保密鑰對是屬于真正的發(fā)送者的。而不是屬于沒(méi)個(gè)發(fā)送方的模仿者的。這是通過(guò)受信任的第三方頒發(fā)的證書(shū)來(lái)完成的，該證書(shū)證實(shí)了公鑰所有者的身份標識。
