对称加密和非对称加密.md

对称加密和非对称加密

对称加密

在对称加密中，数据被转换为不可读的密文，只有使用相同的密钥才能将其还原为原始的明文。

发送方和接收方在进行加密和解密操作时使用相同的密钥。

常见的对称加密算法：

1. DES（Data Encryption Standard）：DES是一种使用56位密钥的对称加密算法，已经被认为是不安全的，因为密钥长度较短。

2. 3DES（Triple Data Encryption Standard）：3DES是对DES算法的改进，通过多次应用DES算法增加密钥长度，提高了安全性。

3. AES（Advanced Encryption Standard）：AES是一种广泛使用的对称加密算法，它支持不同的密钥长度（128位、192位和256位），被认为是目前最安全和最常用的对称加密算法之一。

自己实现一个简单的对称加密解密算法：

异或方式进行加密解密：

异或的概念：异或运算是在二进制数中的一种按维进行计算的逻辑运算符。

其真值表为：

左操作数	右操作数	结果
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

总结： 左操作数和右操作数不同则为1，否则为0。

好记的方法： 男人和女人在一起才能生孩子（1），男男和女女都不能生孩子（0）。

异或操作运算符很有意思，当A与B异或成C后，C与A再次异或可以得到B，C与B再次异或后可以得到A。

那么在密码学里面可以这么运用

当小红想发送数据小绿，但是为了防止发送的数据被中间人查看或者篡改，那么他们需要把数据进行加密发送。

于是小红和小绿商量用异或的方式进行数据加密传输，同时约定 异或值为 1111 （2进制）

下面的例子，数据均以二进制展示

step1:

小红 发送 1010，将1010 与 1111 异或 -> 0101

step2:

小绿 收到数据 0101 结果后，将0101 与 1111 异或 -> 1010

于是小红和小绿就能进行愉快的通讯了。

但是好景不长，出现了一个捣蛋的中间人，先叫他皮蛋把。

皮蛋虽然无法将加密的密文进行解密，但是他可以把拦截到的密文进行随意的修改再发送给小红/小绿，小红/小绿收到的信息可能变成了一坨乱码。

其次，如果皮蛋某种情况下偷听到了 加密的值（异或值）。那么对小红/小绿 简直是毁灭性的打击。

以上这两种情况，对于小红/小绿都是不可接受的结果。

非对称加密

在非对称加密中，有两个密钥：公钥和私钥。公钥是公开的，可以被任何人获取和使用，而私钥是保密的，只有密钥的拥有者可以访问和使用。

公钥用于加密数据，而私钥用于解密数据。数据加密后，只能通过相应的私钥进行解密。这种加密方法提供了更高的安全性，因为私钥只在密钥的拥有者手中，并且不需要共享给其他人。

常见的非对称加密算法包括：

1. RSA：RSA是一种广泛使用的非对称加密算法，基于大数分解的数学原理。

2. ECC（Elliptic Curve Cryptography）：ECC是一种基于椭圆曲线的非对称加密算法，具有相同安全性的情况下使用更短的密钥长度，因此计算效率更高。

具体RSA算法文章机器非对称加密原理可参考文章：

密码学笔记 - 阮一峰的网络日志 (ruanyifeng.com)

RSA算法原理（一） - 阮一峰的网络日志 (ruanyifeng.com)

RSA算法原理（二） - 阮一峰的网络日志 (ruanyifeng.com)

巧就巧在，加密是用公钥，解密是用私钥。如果有人尝试破解私钥，目前只能使用暴力破解，在当今计算机算力没有质的飞越时，那么要使用暴力破解1024位RSA加密的结果是相当困难的。

运用在之前提到的小红/小绿的场景中。

小绿作为做为服务端，生成私钥和公钥；公钥暴露给所有人，私钥保存好。

小红在拿到小绿的公钥后，把需要发送的数据用小绿的公钥进行计算得到结果并发送给小绿。

小绿拿到结果后，使用私钥进行解密。

或许你会有疑问，这样虽然做到了加密，但是这仅仅是小红向小绿发送了加密数据了，小绿如果要向小红发送数据改如何发送呢（也就是说，这仅仅是单方面的加密，毕竟通讯肯定会有双向通讯的场景）？

别着急，咱们可以这样，小红和小绿可以商量第一步先使用非对称加密，后续都使用对称加密。

step1:

小红将 对称加密的秘钥使用小绿的公钥进行加密。

step2:

小绿用私钥解密后，得到小红 发送过来的对称加密秘钥。

step3:

小绿把数据 使用 对称加密的秘钥进行数据加密并发送给小红。

step4:

小红收到数据后，可以根据秘钥将数据进行解密。

至此，只要小绿能够保存好私钥，那么小红和小绿的通讯是安全的。

问：为什么要先采用非对称加密，后面采用对称加密？

答：非对称加密对性能有影响。

问：有没有可能被中间人查看或篡改数据，如果可以的话，如何防止？

答：可以查看，但是是加密的。可以篡改（因为小绿的公钥是公开的）。如何防止请看数字签名和数字证书

总结

对称加密：

​ 优点： 相比于非对称加密，对称加密的加解密速度更快。加密解密方式相对简单。

​ 缺点： 由于秘钥需要双方都知道，所以双方中只要有一个泄露了秘钥，那么就可以伪造数据发送了。无法判断数据是否被篡改。

非对称加密：

​ 优点： 只需要保留公钥给调用方，只需要被调用方保存好私钥即可，降低了泄露秘钥（私钥）的概率。

​ 缺点： 相比于对称加密设计复杂，非对称加密算法对加密数据的长度有一定的限制，一般只能加密较短的数据。无法判断数据是否被篡改。