摘要：加密解密算法介紹算法目前常見有加密算法，散列算法，編碼算法，使用位關(guān)鍵字作為流加密算法加密技術(shù)通常分為兩大類對稱式和非對稱式。對稱性加密算法有用途對稱加密算法用來對敏感數(shù)據(jù)等信息進行加密數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，速度較快，適用于加密大量數(shù)據(jù)的場合。

算法目前常見有： 加密算法，散列算法，Base64(編碼算法)，https(SSL使用40位關(guān)鍵字作為RC4流加密算法)

加密技術(shù)通常分為兩大類:"對稱式"和"非對稱式"。

對稱性加密算法：對稱式加密就是加密和解密使用同一個密鑰。信息接收雙方都需事先知道密匙和加解密算法且其密匙是相同的，之后便是對數(shù)據(jù)進行加解密了。對稱加密算法用來對敏感數(shù)據(jù)等信息進行加密。

非對稱算法：非對稱式加密就是加密和解密所使用的不是同一個密鑰，通常有兩個密鑰，稱為"公鑰"和"私鑰"，它們兩個必需配對使用，否則不能打開加密文件。發(fā)送雙方A,B事先均生成一堆密匙，然后A將自己的公有密匙發(fā)送給B，B將自己的公有密匙發(fā)送給A，如果A要給B發(fā)送消 息，則先需要用B的公有密匙進行消息加密，然后發(fā)送給B端，此時B端再用自己的私有密匙進行消息解密，B向A發(fā)送消息時為同樣的道理。

散列算法：散列算法，又稱哈希函數(shù)，是一種單向加密算法。在信息安全技術(shù)中，經(jīng)常需要驗證消息的完整性，散列(Hash)函數(shù)提供了這一服務(wù)，它對不同長度的輸入消息，產(chǎn)生固定長度的輸出。這個固定長度的輸出稱為原輸入消息的"散列"或"消息摘要"(Message digest)。散列算法不算加密算法，因為其結(jié)果是不可逆的，既然是不可逆的，那么當(dāng)然不是用來加密的，而是簽名。

用途：對稱加密算法用來對敏感數(shù)據(jù)等信息進行加密

DES（Data Encryption Standard）：數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，速度較快，適用于加密大量數(shù)據(jù)的場合。

3DES（Triple DES）：是基于DES，對一塊數(shù)據(jù)用三個不同的密鑰進行三次加密，強度更高。

AES（Advanced Encryption Standard）：高級加密標(biāo)準(zhǔn)，是下一代的加密算法標(biāo)準(zhǔn)，速度快，安全級別高；AES是一個使用128為分組塊的分組加密算法，分組塊和128、192或256位的密鑰一起作為輸入，對4×4的字節(jié)數(shù)組上進行操作。眾所周之AES是種十分高效的算法，尤其在8位架構(gòu)中，這源于它面向字節(jié)的設(shè)計。AES 適用于8位的小型單片機或者普通的32位微處理器,并且適合用專門的硬件實現(xiàn)，硬件實現(xiàn)能夠使其吞吐量（每秒可以到達(dá)的加密/解密bit數(shù)）達(dá)到十億量級。同樣，其也適用于RFID系統(tǒng)。

以上三種都是對稱加密算法，且是國際算法，因為都是美國佬搞的，而我國國密局也制定了自己的對稱加密算法，叫國密算法，SM1（相當(dāng)于AES）,和SM4(相當(dāng)于3DES)。

#### DES
1977年1月，美國政府頒布：采納IBM公司設(shè)計的方案作為非機密數(shù)據(jù)的正式數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（DES Data Encryption Standard) 。

　　目前在國內(nèi)，隨著三金工程尤其是金卡工程的啟動，DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站、高速公路收費站等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，以此來實現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保密，如信用卡持卡人的PIN的加密傳輸，IC卡與POS間的雙向認(rèn)證、金融交易數(shù)據(jù)包的MAC校驗等，均用到DES算法。

DES算法的入口參數(shù)有三個：Key、Data、Mode。

　　其中Key為8個字節(jié)共64位，是DES算法的工作密鑰；

　　Data也為8個字節(jié)64位，是要被加密或被解密的數(shù)據(jù)；

　　Mode為DES的工作方式，有兩種：加密或解密。

DES算法是這樣工作的：

　　如Mode為加密，則用Key 去把數(shù)據(jù)Data進行加密， 生成Data的密文形式（64位）作為DES的輸出結(jié)果；

　　如Mode為解密，則用Key去把密碼形式的數(shù)據(jù)Data解密，還原為Data的明文形式（64位）作為DES的輸出結(jié)果。

在通信網(wǎng)絡(luò)的兩端，雙方約定一致的Key，在通信的源點用Key對核心數(shù)據(jù)進行DES加密，然后以密碼形式在公共通信網(wǎng)（如電話網(wǎng)）中傳輸?shù)酵ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的終點，數(shù)據(jù)到達(dá)目的地后，用同樣的Key對密碼數(shù)據(jù)進行解密，便再現(xiàn)了明碼形式的核心數(shù)據(jù)。這樣，便保證了核心數(shù)據(jù)（如PIN、MAC等）在公共通信網(wǎng)中傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?/p>

　　通過定期在通信網(wǎng)絡(luò)的源端和目的端同時改用新的Key，便能更進一步提高數(shù)據(jù)的保密性，這正是現(xiàn)在金融交易網(wǎng)絡(luò)的流行做法。

RSA：由 RSA 公司發(fā)明，是一個支持變長密鑰的公共密鑰算法，需要加密的文件塊的長度也是可變的。RSA在國外早已進入實用階段，已研制出多種高速的RSA的專用芯片。

DSA（Digital Signature Algorithm）：數(shù)字簽名算法，是一種標(biāo)準(zhǔn)的 DSS（數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)），嚴(yán)格來說不算加密算法。

ECC（Elliptic Curves Cryptography）：橢圓曲線密碼編碼學(xué)。ECC和RSA相比，具有多方面的絕對優(yōu)勢，主要有：抗攻擊性強。相同的密鑰長度，其抗攻擊性要強很多倍。計算量小，處理速度快。ECC總的速度比RSA、DSA要快得多。存儲空間占用小。ECC的密鑰尺寸和系統(tǒng)參數(shù)與RSA、DSA相比要小得多，意味著它所占的存貯空間要小得多。這對于加密算法在IC卡上的應(yīng)用具有特別重要的意義。帶寬要求低。當(dāng)對長消息進行加解密時，三類密碼系統(tǒng)有相同的帶寬要求，但應(yīng)用于短消息時ECC帶寬要求卻低得多。帶寬要求低使ECC在無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

用途：主要用于驗證，防止信息被修。具體用途如：文件校驗、數(shù)字簽名、鑒權(quán)協(xié)議

MD5：MD5是一種不可逆的加密算法，目前是最牢靠的加密算法之一，尚沒有能夠逆運算的程序被開發(fā)出來，它對應(yīng)任何字符串都可以加密成一段唯一的固定長度的代碼。

SHA1：是由NISTNSA設(shè)計為同DSA一起使用的，它對長度小于264的輸入，產(chǎn)生長度為160bit的散列值，因此抗窮舉(brute-force)性更好。SHA-1設(shè)計時基于和MD4相同原理,并且模仿了該算法。SHA-1是由美國標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)局（NIST）頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)，是一種應(yīng)用最為廣泛的Hash函數(shù)算法，也是目前最先進的加密技術(shù)，被政府部門和私營業(yè)主用來處理敏感的信息。而SHA-1基于MD5，MD5又基于MD4。

HMAC：是密鑰相關(guān)的哈希運算消息認(rèn)證碼（Hash-based Message Authentication Code）,HMAC運算利用哈希算法，以一個密鑰和一個消息為輸入，生成一個消息摘要作為輸出。也就是說HMAC是需要一個密鑰的。所以，HMAC_SHA1也是需要一個密鑰的，而SHA1不需要。

Base64：其實不是安全領(lǐng)域下的加密解密算法，只能算是一個編碼算法，通常用于把二進制數(shù)據(jù)編碼為可寫的字符形式的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)內(nèi)容進行編碼來適合傳輸(可以對img圖像編碼用于傳輸)。這是一種可逆的編碼方式。編碼后的數(shù)據(jù)是一個字符串，其中包含的字符為：A-Z、a-z、0-9、+、/，共64個字符(26 + 26 + 10 + 1 + 1 = 64，其實是65個字符，“=”是填充字符。Base64要求把每三個8Bit的字節(jié)轉(zhuǎn)換為四個6Bit的字節(jié)(38 = 46 = 24)，然后把6Bit再添兩位高位0，組成四個8Bit的字節(jié)，也就是說，轉(zhuǎn)換后的字符串理論上將要比原來的長1/3。原文的字節(jié)最后不夠3個的地方用0來補足，轉(zhuǎn)換時Base64編碼用=號來代替。這就是為什么有些Base64編碼會以一個或兩個等號結(jié)束的原因，中間是不可能出現(xiàn)等號的，但等號最多只有兩個。其實不用"="也不耽誤解碼，之所以用"="，可能是考慮到多段編碼后的Base64字符串拼起來也不會引起混淆。)
Base64編碼是從二進制到字符的過程，像一些中文字符用不同的編碼轉(zhuǎn)為二進制時，產(chǎn)生的二進制是不一樣的，所以最終產(chǎn)生的Base64字符也不一樣。例如"上網(wǎng)"對應(yīng)utf-8格式的Base64編碼是"5LiK572R"， 對應(yīng)GB2312格式的Base64編碼是"yc/N+A=="。
標(biāo)準(zhǔn)的Base64并不適合直接放在URL里傳輸，因為URL編碼器會把標(biāo)準(zhǔn)Base64中的“/”和“+”字符變?yōu)樾稳纭?XX”的形式，而這些“%”號在存入數(shù)據(jù)庫時還需要再進行轉(zhuǎn)換，因為ANSI SQL中已將“%”號用作通配符。
為解決此問題，可采用一種用于URL的改進Base64編碼，它不在末尾填充"="號，并將標(biāo)準(zhǔn)Base64中的“+”和“/”分別改成了“-”和“_”，這樣就免去了在URL編解碼和數(shù)據(jù)庫存儲時所要作的轉(zhuǎn)換，避免了編碼信息長度在此過程中的增加，并統(tǒng)一了數(shù)據(jù)庫、表單等處對象標(biāo)識符的格式。
另有一種用于正則表達(dá)式的改進Base64變種，它將“+”和“/”改成了“!”和“-”，因為“+”，“*”以及前面在IRCu中用到的“[”和“]”在正則表達(dá)式中都可能具有特殊含義。
此外還有一些變種，它們將“+/”改為“_-”或“._”（用作編程語言中的標(biāo)識符名稱）或“.-”（用于XML中的Nmtoken）甚至“_:”（用于XML中的Name）。

?HTTPS（全稱：Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全為目標(biāo)的HTTP通道，簡單講是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL層，HTTPS的安全基礎(chǔ)是SSL(SSL使用40 位關(guān)鍵字作為RC4流加密算法，這對于商業(yè)信息的加密是合適的。)，因此加密的詳細(xì)內(nèi)容就需要SSL。https:URL表明它使用了HTTP，但HTTPS存在不同于HTTP的默認(rèn)端口及一個加密/身份驗證層（在HTTP與TCP之間），提供了身份驗證與加密通訊方法，現(xiàn)在它被廣泛用于萬維網(wǎng)上安全敏感的通訊，例如交易支付方面。它的主要作用可以分為兩種：一種是建立一個信息安全通道，來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?；另一種就是確認(rèn)網(wǎng)站的真實性。

加密算法是可逆的，用來對敏感數(shù)據(jù)進行保護。散列算法(簽名算法、哈希算法)是不可逆的，主要用于身份驗證。

對稱加密算法使用同一個密匙加密和解密，速度快，適合給大量數(shù)據(jù)加密。對稱加密客戶端和服務(wù)端使用同一個密匙，存在被抓包破解的風(fēng)險。

非對稱加密算法使用公鑰加密，私鑰解密，私鑰簽名，公鑰驗簽。安全性比對稱加密高，但速度較慢。非對稱加密使用兩個密匙，服務(wù)端和客戶端密匙不一樣，私鑰放在服務(wù)端，黑客一般是拿不到的，安全性高。

Base64不是安全領(lǐng)域下的加解密算法，只是一個編碼算法，通常用于把二進制數(shù)據(jù)編碼為可寫的字符形式的數(shù)據(jù)，特別適合在http，mime協(xié)議下的網(wǎng)絡(luò)快速傳輸數(shù)據(jù)。UTF-8和GBK中文的Base64編碼結(jié)果是不同的。采用Base64編碼不僅比較簡短，同時也具有不可讀性，即所編碼的數(shù)據(jù)不會被人用肉眼所直接看到，但這種方式很初級，很簡單。Base64可以對圖片文件進行編碼傳輸。

https協(xié)議廣泛用于萬維網(wǎng)上安全敏感的通訊，例如交易支付方面。它的主要作用可以分為兩種：一種是建立一個信息安全通道，來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?；另一種就是確認(rèn)網(wǎng)站的真實性。

大量數(shù)據(jù)加密建議采用對稱加密算法，提高加解密速度；小量的機密數(shù)據(jù)，可以采用非對稱加密算法。在實際的操作過程中，我們通常采用的方式是：采用非對稱加密算法管理對稱算法的密鑰，然后用對稱加密算法加密數(shù)據(jù)，這樣我們就集成了兩類加密算法的優(yōu)點，既實現(xiàn)了加密速度快的優(yōu)點，又實現(xiàn)了安全方便管理密鑰的優(yōu)點。

MD5標(biāo)準(zhǔn)密鑰長度128位（128位是指二進制位。二進制太長，所以一般都改寫成16進制，每一位16進制數(shù)可以代替4位二進制數(shù)，所以128位二進制數(shù)寫成16進制就變成了128/4=32位。16位加密就是從32位MD5散列中把中間16位提取出來）；sha1標(biāo)準(zhǔn)密鑰長度160位(比MD5摘要長32位)，Base64轉(zhuǎn)換后的字符串理論上將要比原來的長1/3。

參考地址：

加密算法(DES,AES,RSA,MD5,SHA1,Base64)比較和項目應(yīng)用