密碼學 - 對稱金鑰加密

對稱密碼學是一種也稱為秘密金鑰密碼學或私鑰密碼學的密碼學型別。一種稱為對稱加密的加密技術使用相同的金鑰來加密和解密資料或交易。使用對稱加密方法的各方必須安全地交換金鑰，因為它是秘密金鑰或私鑰。

使用對稱加密演算法加密資料後，任何沒有金鑰的人都無法檢視它，因為金鑰是私有的。但是，如果接收方擁有金鑰，則可以解密資料或通訊並將其轉換為易於閱讀的形式。秘密金鑰可以是短的、簡單的金鑰，也可以是長而隨機的字元和整數字符串。可以使用軟體演算法自動生成隨機字串。

在通訊開始之前，雙方必須交換共享的秘密金鑰。每對通訊實體都需要一個不同的共享金鑰。其他通訊方無權訪問該金鑰。

對稱密碼學的金鑰還有其他名稱，包括秘密金鑰、常規金鑰、會話金鑰、檔案加密金鑰等等。它非常適合批次加密，因為它比非對稱密碼學快得多。

下面是一個簡單的圖表，顯示了對稱密碼學過程：

在上圖中：

對稱密碼學就像朋友之間使用秘密語言一樣。假設你和你的朋友有一種只有你們兩個朋友知道的傳送通訊的原始方法。你們都使用相同的秘密金鑰來加密和解密你們的訊息。因此，如果其他人試圖閱讀你們的通訊，他們將無法理解，因為他們沒有秘密金鑰。這就像擁有隻有你和你的朋友才能溝通的隱秘語言。

原則

以下是對稱金鑰演算法背後的一些基本原則：

對稱金鑰演算法對加密和解密使用相同的金鑰，允許在雙方之間反轉訊息。這意味著雙方都需要相同的私鑰才能傳送和接收訊息。
由於對稱金鑰演算法不需要使用諸如冪運算之類的複雜數學運算，因此它們通常比非對稱金鑰演算法更快、更高效，這使得它們非常適合諸如網際網路連線安全之類的應用。
所有非對稱金鑰演算法都比對稱金鑰演算法更安全。但是，對稱金鑰演算法通常比非對稱金鑰演算法更快、更高效。這是因為加密和解密系統使用相同的金鑰，因此如果金鑰被盜，系統的安全性也會受到影響。

使用身份驗證，您可以在將訊息傳送到通道之前，為訊息新增一個特殊的標記。此標記證明訊息確實來自預定的人，並且沒有被修改。

因此，當您的朋友收到訊息時，他們可以檢查標記以確保它確實是您傳送的，並且沒有被更改或修改。所以我們可以說這就像在信上籤上您的簽名以證明它是您寫的。

讓我們透過一個例子來了解這個概念。假設你和你的朋友有你的秘密金鑰來加密和解密訊息。

但是這一次，你只關心保持訊息的秘密。你不在乎是否有人在傳輸過程中更改了訊息。

因此，你使用你的秘密金鑰加密訊息，你的朋友可以使用相同的金鑰解密它。這確保了只有你和你的朋友才能理解訊息，但是無法知道訊息是否已被其他人修改。

對於許多日常線上活動，包括銀行應用程式和安全的線上瀏覽，對稱加密非常重要。以下是一些這些應用程式的示例：

以下是列出的一些對稱加密演算法名稱：

分組密碼 - 分組密碼將未處理的資料分成固定大小的資料段。所使用的確切密碼決定了大小。128 位分組密碼對每個 128 位的塊進行加密，而不是對單個數字進行加密，方法是將明文分割成這些單元。
流密碼 - 一次加密基本資訊一個位元組或一位的演算法稱為流密碼。您可以使用位元流生成技術加密明文並生成二進位制金鑰。
AES（高階加密標準） - 主要用於保護敏感資料，例如政府資訊。
DES（資料加密標準） - 一種較舊的加密方法，其安全性低於 AES，但在某些舊系統中仍在使用。
三重 DES（3DES） - 它是 DES 的更安全版本，它應用 DES 演算法三次。
Blowfish - 它是一種對稱金鑰分組密碼，以其快速加密和靈活性而聞名。
Rivest 密碼 4 (RC4) - 以前它被廣泛使用，但現在由於其漏洞而被認為是不安全的。

應該清楚為什麼始終保持金鑰秘密非常重要，因為對稱加密的整個架構都依賴於所使用的單個金鑰。如果傳送方設法將秘密金鑰與密文一起通訊，任何人都可以攔截資料包並獲取資料。由於很大一部分資料的完整性取決於使用者保持金鑰秘密的能力，因此這種加密型別被稱為私鑰加密。

即使您成功地隱藏了金鑰，您仍然需要決定要使用的加密資料的密碼方法。在對稱金鑰加密中，您可以使用的密碼基本上有兩種：流密碼和分組密碼。

列印頁面