图解系列--密码-编程知识

图解系列--密码

1.概念
_1.对称密码与公钥密码
对称密码是指在加密和解密时使用同一密钥的方式。
公钥密码则是指在加密和解密时使用不同密钥的方式。因此，公钥密码又称为非对称密码。
_2.混合密码系统
对称密码和公钥密码结合起来的密码方式
_3.散列值
散列值就是用单向散列函数计算出来的数值。单向散列函数所保证是完整性。完整性指的是“数据是正牌的而不是伪造的”这一性质。使用单向散列函数，就可以检测出数据是否被篡改过。
_4.消息认证码
确认消息是否来自所期望的通信对象，可以使用消息认证码。使用消息认证码，不但能够确认消息是否被篡改，而且能够确认消息是否来自所期待的通信对象。也就是说，消息认证码不仅能够保证完整性，还能够提供认证机制。
_5.数字签名
发送者对消息加上数字签名后再发送，接收者可以对该数字签名进行验证。通过这样的方式，不但可以检测出篡改和伪装，还能够防止事后否认。数字签名是一种能够确保完整性、提供认证并防止否认的密码技术。
_6.伪随机数生成器
一种能够模拟产生随机数列的算法。随机数确实承担着密钥生成的重要职责。
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2.对称密码
_1.DES
_1.1.加密和解密
DES 是一种将64比特的明文加密成64比特的密文的对称密码算法，它的密钥长度是56比特。尽管从规格上来说，DES 的密钥长度是64比特，但由于每隔7比特会设置一个用于错误检查的比特，因此实质上其密钥长度是56比特。

DES 是以64比特的明文(比特序列)为一个单位来进行加密的，这个64比特的单位称为分组。一般来说，以分组为单位进行处理的密码算法称为分组密码，DES就是分组密码的一种。

DES 每次只能加密64比特的数据，如果要加密的明文比较长，就需要对 DES加密进行迭代(反复),而迭代的具体方式就称为模式(mode)。
_1.2.加密过程
对每个分组，执行多轮操作，一轮流程：
总结一下，一轮的具体计算步骤如下。
(1)将输入的数据等分为左右两部分。
(2)将输入的右侧直接发送到输出的右侧。
(3)将输入的右侧发送到轮函数。
(4)轮函数根据右侧数据和子密钥，计算出一串看上去是随机的比特序列。
(5)将上一步得到的比特序列与左侧数据进行 xoR 运算，并将结果作为加密后的左侧。
下一轮处理前，左右部分对调。每一轮产生一个新的子密钥。
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_1.3.差分分析与线性分析
差分分析是一种针对分组密码的分析方法，其思路是 “改变一部分明文并分析密文如何随之改变”。通过分析密文改变中所产生的偏差，可以获得破译密码的线索。