對稱演算法的優點是什麼?


對稱加密是一種計算密碼學,它使用單個加密金鑰來加密電子通訊。它使用數學方法和金鑰轉換資料,導致無法理解訊息。因為在使用相同的私鑰解密訊息時,數學過程被反轉,所以對稱加密是一種雙向演算法。私鑰加密和安全金鑰加密是對稱加密的其他術語。

塊演算法和流演算法用於執行兩種形式的對稱加密。電子資料塊受到塊演算法的影響。金鑰用於同時更改指定的一組位長度。

之後,金鑰應用於每個塊。當網路流資料被加密時,加密系統將其儲存在其記憶體元件中,並等待所有塊到達。系統等待的時間長度可能導致嚴重的安全性漏洞,並使資料安全面臨風險。該方法包括減小資料塊的大小,並將其與先前加密的資料塊的內容組合,直到其餘的塊到達。

這被稱為反饋。整個塊在接收到後被加密。另一方面,流演算法不會儲存在加密系統的記憶體中,而是以資料流演算法的形式到達。這種技術更安全,因為資料不會在記憶體元件中未加密的磁碟或系統上儲存。

它是如何工作的?

對稱加密是一種使用單個金鑰進行加密和解密的加密型別。該金鑰、密碼或口令在相關各方之間共享,他們可以使用它來解密或加密他們希望的任何訊息。它屬於公鑰基礎設施 (PKI) 生態系統,因為它將純文字或可讀資料轉換為不可讀的密文,從而允許在不安全的網際網路上傳送安全通訊。

一些最常見對稱加密演算法包括資料加密標準 (DES),它使用 56 位金鑰;三重 DES,它使用不同的金鑰重複 DES 演算法三次;以及高階加密標準 (AES),美國國家標準與技術研究院建議使用它來安全地儲存和傳輸資料。

對稱加密的目的是什麼?

雖然對稱加密是一種較舊的加密型別,但它比非對稱加密更快、更有效,非對稱加密由於資料容量限制和過度的 CPU 使用而使網路不堪重負。由於其卓越的效能和速度(相對於非對稱加密),對稱加密通常用於批次加密/加密大量資料,例如資料庫加密。在資料庫的情況下,金鑰可用於僅由資料庫加密或解密資料。以下是一些使用對稱加密的示例

  • 支付應用程式,例如信用卡交易,需要保護個人身份資訊 (PII),以防止身份盜竊和欺詐性收費。

  • 驗證以確保訊息的傳送者就是他所說的那個人。

  • 雜湊或生成隨機數

對稱加密和非對稱加密:有什麼區別?

在通訊時,非對稱加密使用一對公鑰和私鑰來加密和解碼訊息。另一方面,對稱加密使用一個金鑰,該金鑰與需要接收訊息的人共享。

與對稱加密相比,非對稱加密是一種相對較新的技術。

非對稱加密的開發是為了克服對稱加密方案中金鑰共享的固有問題,它使用一對公私鑰來避免金鑰共享的需要。

非對稱加密比對稱加密花費更多時間。

哪些因素會影響對稱加密演算法的強度?

並非所有對稱演算法都是一樣的,您很快就會發現。它們在強度方面有所不同,但密碼學包含什麼?基本的答案是,密碼強度是指駭客解密資料並訪問資料的難度。當然,更詳細的答案會根據您正在評估的演算法型別而有所不同。但是,密碼強度通常歸結為一些基本特徵

  • 對稱金鑰的長度、隨機性和不可預測性,

  • 演算法抵抗或承受已知攻擊的能力,

  • 沒有後門或任何故意的缺陷。

對稱加密是一種微妙的平衡行為,因為它需要在計算上難以實現並在可接受的效能下實用化的演算法和金鑰。

對稱演算法的優點

極其安全

當對稱金鑰加密使用安全演算法時,它可以非常安全。如美國政府所認可,高階加密標準是最廣泛使用的對稱金鑰加密方案之一。使用十拍弗洛普機器,使用其最安全的 256 位金鑰長度暴力猜測金鑰大約需要十億年。因為截至 2012 年 11 月,世界上最快的計算機的執行速度為 17 拍弗洛普,所以 256 位 AES 實際上是無法攻破的。

速度

公鑰加密方法的缺點之一是它們需要非常複雜的數學運算才能發揮作用,這使得它們在計算上非常密集。加密和解密對稱金鑰資料非常簡單,從而產生極佳的讀寫效能。許多固態硬碟通常速度很快,使用對稱金鑰加密來儲存內部資料,但它們仍然比未加密的傳統硬碟驅動器快。

接受度

由於其安全性和速度優勢,AES 等對稱加密演算法已成為資料加密的黃金標準。因此,它們在業界獲得了數十年的採用和認可。

需要較低的計算機資源

與公鑰加密相比,單金鑰加密使用的計算機資源更少。

最大程度地減少訊息洩露

與每個參與方通訊時使用不同的金鑰,從而防止大規模的訊息安全洩露。如果金鑰洩露,則僅影響特定傳送方和接收方對傳送和接收的訊息。其他人的通訊仍然安全。

對稱演算法的缺點

金鑰的共享

對稱金鑰加密最顯著的缺點是必須將金鑰傳達給您共享資料的對方。加密金鑰不僅僅是像密碼那樣的純文字字串。它們本質上是無意義的塊。因此,您需要一種安全的方法將金鑰傳遞給另一方。當然,如果您有安全的機制來傳達金鑰,那麼通常不需要首先使用加密。考慮到這一點,對稱金鑰加密特別有利於加密您的資料,而不是分發加密的資料。

如果您的安全受到損害,您將面臨更大的風險。

當某人獲得對稱金鑰時,他們可以解碼使用該金鑰加密的任何內容。當雙向通訊透過對稱加密加密時,對話的雙方都容易受到攻擊。獲得您的私鑰的人可以解碼傳送給您的通訊,但他們無法解密傳送給其他人的訊息,因為這些訊息使用不同的金鑰對進行加密。

無法保證訊息的來源和真實性

因為傳送方和接收方都擁有相同的金鑰,所以無法驗證訊息是否來自特定使用者。如果存在分歧,這可能是一個問題。

更新於: 2022 年 3 月 16 日

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