什么是密码学？

什么是密码学？

密码学是隐藏或编码信息的过程，因此只有消息的目标人员才能阅读信息。加密技术已被用于对消息进行编码数千年，并继续用于银行卡、计算机密码和电子商务。

现代加密技术包括能够 加密 和解密信息的算法和密码，例如 128 位和 256 位加密密钥。高级加密标准 （AES） 等现代 密码被认为几乎是牢不可破的。

常见的密码学定义是编码信息的做法，以确保只有编写消息的人才能阅读和处理信息。这种 网络安全 实践也称为密码学，结合了计算机科学、工程和数学等各种学科，以创建隐藏消息真正含义的复杂代码。

密码学可以追溯到古埃及象形文字，但对于确保传输中的通信和信息并防止不可信方读取仍然至关重要。它使用算法和数学概念，通过加密密钥和数字签名等技术将消息转换为难以破译的代码，以保护数据隐私、信用卡交易、电子邮件和网页浏览。

密码学的重要性

密码学对于保护数据和用户、确保机密性以及防止网络罪犯拦截敏感的公司信息仍然很重要。密码学的常见用途和示例包括：

隐私和保密

个人和组织每天都使用密码来 保护他们的隐私，并对他们的对话和数据保密。加密法通过使用仅发件人和收件人知道的密钥的算法加密发送的消息，从而确保机密性。其中一个常见例子是消息传递工具 WhatsApp，它加密人们之间的对话，以确保他们不会被黑客攻击或拦截。

密码学还可以保护浏览，例如使用加密隧道、非对称加密以及公钥和私钥的虚拟专用网络 （VPN）。

身份验证

完整性

类似于密码学如何确认消息的真实性，它还可以证明正在发送和接收的信息的完整性。加密技术可确保信息在存储期间或在发送者和预期接收者之间传输期间不会被更改。例如，数字签名可以检测软件分发和金融交易中的伪造或篡改。

不可否认

密码学确认了消息发送者的责任和义务，这意味着他们不能在创建或传输信息时稍后否认其意图。数字签名就是一个很好的例子，因为它们确保发件人无法声称他们创建的欺诈性消息、合同或文档。此外，在电子邮件不可否认性中，电子邮件跟踪确保发件人无法拒绝发送消息，收件人也无法拒绝接收消息。

密钥交换

密钥交换是在发件人与其收件人之间共享密码密钥的方法。

加密算法的类型

有多种加密算法可供选择。它们在复杂性和安全性方面有所不同，具体取决于通信类型和共享信息的敏感性。

秘密密钥密码学

秘密密钥加密也称为对称加密，使用单个密钥加密和解密消息。发件人使用密钥加密明文消息，并将其发送给收件人，然后收件人使用相同的密钥对其进行解密并解锁原始明文消息。

流密码

流密码可随时在单个位或字节上工作，并使用反馈机制不断更改密钥。自同步流密码通过识别解密过程位于位密钥流中的位置， 确保解密过程与加密过程保持同步。同步流密码独立于消息流生成密钥流，并在发送方和接收方处生成相同的密钥流功能。

阻止密码

块密码一次加密一个固定大小的数据块。当使用相同的密钥时，它总是将明文数据块加密到相同的密文。Feistel 密码就是一个很好的例子，它使用密钥扩展、排列和替换元素在密码中造成巨大的混淆和扩散。

如果不完全相同，加密和解密的阶段是相似的，这意味着反转密钥会减小在软件或硬件中实施密码所需的代码大小和电路。

公钥加密

公钥加密 （PKC） 或非对称加密使用数学函数来创建异常难以破解的代码。它使人们能够通过不安全的通信渠道进行安全通信，而无需密钥。例如，代理重新加密使代理实体能够将数据从一个公钥重新加密到另一个公钥，而不需要访问明文或私钥。

常见的 PKC 类型是乘法与因子化，这需要两个大的素数，然后乘以它们才能产生一个巨大的结果数字，这使得破译变得困难。PKC 的另一种形式是指数法与对数法，例如 256 位加密，这增加了保护，即使一台每秒能够搜索数万亿组合的计算机也无法破解它。

PKC 的通用形式使用两个在数学上相关的密钥，但两者都无法确定。简而言之，发送者可以使用其私钥加密其明文消息，然后接收方使用发送者的公钥解密密文。

用于数字签名和密钥交换的常见 PKC 算法包括：

• RSA
• 椭圆曲线密码学 （ECC）
• 数字签名算法 （DSA）
• 基于身份的加密 （IBE）
• 公钥加密标准 （PKCS）
• Diffie-Hellman 和密钥交换算法 （KEA）

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哈希功能

哈希功能确保在加密和解密阶段保持数据完整性。它还用于数据库中，以便更快地检索项目。

哈希是获取密钥并将其映射到特定值的过程，即哈希或哈希值。哈希函数转换密钥或数字签名，然后将哈希值和签名发送到接收方，接收方使用哈希函数生成哈希值并将其与他们在消息中接收到的值进行比较。

常见的哈希函数是折叠，它取值并将其分成几个部分，添加部分，并使用最后四个剩余数字作为键或哈希值。另一个是数字重排，它在原始值中取特定数字，将其反转，并使用剩余的数字作为哈希值。哈希函数类型的示例包括安全哈希算法 1 （SHA-1）、SHA-2 和 SHA-3。

加密关键攻击和风险的类型

什么是加密密钥攻击？ 现代加密密钥技术越来越先进，甚至通常被认为是牢不可破的。然而，随着越来越多的实体依靠加密来保护通信和数据，保持密钥安全至关重要。一个泄露的密钥可能导致监管行动、罚款和惩罚、声誉受损以及客户和投资者流失。可能发生的潜在基于密钥的问题和攻击类型包括：

• 按键弱
• 密钥使用不当
• 重复使用密钥
• 钥匙不旋转
• 密钥存储不当
• 密钥保护不足
• 钥匙移动不安全
• 内部威胁（用户身份验证、双重控制和角色隔离）
• 缺乏弹性
• 缺乏审计日志记录
• 手动密钥管理流程

如何最大限度地降低与密码学相关的风险

组织和个人可以通过信誉良好的提供商提供的专用电子密钥管理系统，最大限度地减少和减轻与密码学相关的威胁。该解决方案必须使用硬件安全模块来生成和保护密钥，并支持整个系统的安全性。

它需要包括完整密钥管理生命周期、强密钥生成、基于策略的严格控制、快速入侵检测、安全密钥销毁、强用户身份验证、安全工作流管理和安全审计和使用日志等功能。这将保护组织的关键，提高效率，并确保合规数据和隐私法规。

另一种潜在的解决方案是加密量子，因此无法复制以量子状态编码的数据。

加密常见问题解答

密码学是什么意思？

在计算机科学中，密码学是使用数学概念和算法来掩盖消息内容的安全信息和通信技术的集合。

密码学的三种类型是什么？

三种加密类型是：

• 密钥加密
• 公钥加密
• 哈希函数加密

什么是密码学示例

Rivest-Shamir-Adleman （RSA） 算法广泛应用于互联网。RSA 使用一对密钥加密和解密信息。