常用加密算法

2018-10-08 本文已影响0人 __XY__

概述

摘要算法：不可逆，固定长度，主要用于完整性检测，数据安全存储，比如sha1，md5。
对称加密：加密解密使用相同的密钥，但是在密钥交换的过程中要使用非对称加密。
非对称加密：加密解密使用不同的密钥，但是肯定是速度比较慢。

摘要算法：

常用的摘要算法有MD5,SHA1。摘要算法是一个不可逆过程，就是无论多大数据，经过算法运算后都是生成固定长度的数据,一般结果使用16进制进行显示。
MD5和SHA1的区别：
MD5结果是128位摘要，即16个字节，用十六进制表示的话就是32个字符。
SHa1是160位摘要。即20个字节，用十六进制表示就是40个字符。
SHa256是256位摘要。即32个字节，用十六进制表示就是64个字符。
那么MD5的速度更快，而SHA1的强度更高。

摘要算法用途：

消息完整性：由于每一份数据生成的MD5值不一样，因此发送数据时可以将数据和其MD5值一起发送，然后就可以用MD5验证数据是否丢失、修改。
安全访问认证：这是使用了算法的不可逆性质，（就是无法从MD5值中恢复原数据）对账号登陆的密码进行MD5运算然后保存，这样可以保证除了用户之外，即使数据库管理人员都无法得知用户的密码。
数字签名：这是结合非对称加密算法和CA证书的一种使用场景。

摘要算法代码：

In [22]: import hashlib

In [23]: hashlib.md5(b'hello').hexdigest()
Out[23]: '5d41402abc4b2a76b9719d911017c592'

In [24]: hashlib.sha1(b'hello').hexdigest()
Out[24]: 'aaf4c61ddcc5e8a2dabede0f3b482cd9aea9434d'

In [25]: hashlib.sha256(b'hello').hexdigest()
Out[25]: '2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824'

In [26]: len('5d41402abc4b2a76b9719d911017c592')
Out[26]: 32

In [27]: len('aaf4c61ddcc5e8a2dabede0f3b482cd9aea9434d')
Out[27]: 40

In [28]: len('2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824')
Out[28]: 64

对称加密

对称加密算法只是为了区分非对称加密算法。其中鲜明的特点是对称加密是加密解密使用相同的密钥，而非对称加密加密和解密时使用的密钥不一样。对于大部分情况我们都使用对称加密，而对称加密的密钥交换时使用非对称加密，这有效保护密钥的安全。非对称加密加密和解密密钥不同，那么它的安全性是无疑最高的，但是它加密解密的速度很慢，不适合对大数据加密。而对称加密加密速度快，因此混合使用最好。

常用的对称加密算法有：AES和DES.

DES：比较老的算法，一共有三个参数入口（原文，密钥，加密模式）。目前基本被废除，
而3DES只是DES的一种模式，是以DES为基础更安全的变形，对数据进行了三次加密，也是被指定为AES的过渡算法。
DES废除的原因一个是密钥位数太少，在现在的计算能力下，已经无法保证安全，第二个原因是，DES是为硬件加密设计的，对于现在软件来说计算效率不够好，第三个原因是，一直有人怀疑DES的S盒中隐藏着后门，而这个后门被美国安全局掌握。所以提出了AES
AES:高级加密标准，新一代标准，加密速度更快，安全性更高（不用说优先选择）

对称加密用途

所以一般的HTTPS连接只在第一次握手时使用非对称加密，通过握手交换对称加密密钥，在之后的通信走对称加密。

对称加密代码

# pip install crypto

ln [23]: from Crypto.Cipher import AES
In [24]: e = AES.new(b'asdfasdfasdfasdf',AES.MODE_CBC,b'asdfasdfasdfasdf')

In [25]: d = AES.new(b'asdfasdfasdfasdf',AES.MODE_CBC,b'asdfasdfasdfasdf')

In [26]: a = e.encrypt(b'hellohellohello0')

In [27]: a
Out[27]: b"\xf8\x01\x97\xf0\xda'\xa0O\x8d\x0c;\x88#\xdc\xb5l"

In [28]: d.decrypt(a)
Out[28]: b'hellohellohello0'

几个常用的加密组合

ssh原理

这里进行一下说明：

首先服务端会通过非对称加密，产生一个公钥和私钥；
在客户端发起请求时，服务端将公钥暴露给客户端，这个公钥可以被任意暴露；
客户端在获取公钥后，会先产生一个由256位随机数字组成的会话密钥，这里称为口令；
客户端通过公钥将这个口令加密，发送给服务器端；
服务器端通过私钥进行解密，获取到通讯口令；
之后，客户端和服务端的信息传递，都通过这个口令进行对称的加密。

18161540_1yaB.png

https 加密原理

第一步，爱丽丝给出协议版本号、一个客户端生成的随机数（Client random），以及客户端支持的加密方法。

第二步，鲍勃确认双方使用的加密方法，并给出数字证书、以及一个服务器生成的随机数（Server random）。

第三步，爱丽丝确认数字证书有效，然后生成一个新的随机数（Premaster secret），并使用数字证书中的公钥，加密这个随机数，发给鲍勃。

第四步，鲍勃使用自己的私钥，获取爱丽丝发来的随机数（即Premaster secret）。

第五步，爱丽丝和鲍勃根据约定的加密方法，使用前面的三个随机数，生成"对话密钥"（session key），用来加密接下来的整个对话过程。

参考

https://blog.csdn.net/u013565368/article/details/53081195
http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/09/illustration-ssl.html