常見加密演算法的分類與比較

 常見的加密演算法可以分成三類，對稱加密演算法，非對稱加密演算法和Hash演算法。

對稱加密

    指加密和解密使用相同金鑰的加密演算法。對稱加密演算法的優點在於加解密的高速度和使用長金鑰時的難破解性。假設兩個使用者需要使用對稱加密方法加密然後交換資料，則使用者最少需要2個金鑰並交換使用，如果企業內使用者有n個，則整個企業共需要n×(n-1) 個金鑰，金鑰的生成和分發將成為企業資訊部門的惡夢。對稱加密演算法的安全性取決於加密金鑰的儲存情況，但要求企業中每一個持有金鑰的人都保守祕密是不可能的，他們通常會有意無意的把金鑰洩漏出去——如果一個使用者使用的金鑰被入侵者所獲得，入侵者便可以讀取該使用者金鑰加密的所有文件，如果整個企業共用一個加密金鑰，那整個企業文件的保密性便無從談起。

常見的對稱加密演算法：DES、3DES、DESX、Blowfish、IDEA、RC4、RC5、RC6和AES

 

非對稱加密

    指加密和解密使用不同金鑰的加密演算法，也稱為公私鑰加密。假設兩個使用者要加密交換資料，雙方交換公鑰，使用時一方用對方的公鑰加密，另一方即可用自己的私鑰解密。如果企業中有n個使用者，企業需要生成n對金鑰，並分發n個公鑰。由於公鑰是可以公開的，使用者只要保管好自己的私鑰即可，因此加密金鑰的分發將變得十分簡單。同時，由於每個使用者的私鑰是唯一的，其他使用者除了可以可以通過資訊傳送者的公鑰來驗證資訊的來源是否真實，還可以確保傳送者無法否認曾傳送過該資訊。非對稱加密的缺點是加解密速度要遠遠慢於對稱加密，在某些極端情況下，甚至能比非對稱加密慢上1000倍。

常見的非對稱加密演算法：RSA、ECC（移動裝置用）、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA（數字簽名用）

 

Hash演算法

    Hash演算法特別的地方在於它是一種單向演算法，使用者可以通過Hash演算法對目標資訊生成一段特定長度的唯一的Hash值，卻不能通過這個Hash值重新獲得目標資訊。因此Hash演算法常用在不可還原的密碼儲存、資訊完整性校驗等。

常見的Hash演算法：MD2、MD4、MD5、HAVAL、SHA、SHA-1、HMAC、HMAC-MD5、HMAC-SHA1

 

    加密演算法的效能通常可以按照演算法本身的複雜程度、金鑰長度（金鑰越長越安全）、加解密速度等來衡量。上述的演算法中，除了DES金鑰長度不夠、MD2速度較慢已逐漸被淘汰外，其他演算法仍在目前的加密系統產品中使用。

 

加密演算法的選擇

    前面的章節已經介紹了對稱解密演算法和非對稱加密演算法，有很多人疑惑：那我們在實際使用的過程中究竟該使用哪一種比較好呢？

    我們應該根據自己的使用特點來確定，由於非對稱加密演算法的執行速度比對稱加密演算法的速度慢很多，當我們需要加密大量的資料時，建議採用對稱加密演算法，提高加解密速度。

對稱加密演算法不能實現簽名，因此簽名只能非對稱演算法。

由於對稱加密演算法的金鑰管理是一個複雜的過程，金鑰的管理直接決定著他的安全性，因此當資料量很小時，我們可以考慮採用非對稱加密演算法。

    在實際的操作過程中，我們通常採用的方式是：採用非對稱加密演算法管理對稱演算法的金鑰，然後用對稱加密演算法加密資料，這樣我們就整合了兩類加密演算法的優點，既實現了加密速度快的優點，又實現了安全方便管理金鑰的優點。

    如果在選定了加密演算法後，那採用多少位的金鑰呢？一般來說，金鑰越長，執行的速度就越慢，應該根據的我們實際需要的安全級別來選擇，一般來說，RSA建議採用1024位的數字，ECC建議採用160位，AES採用128為即可。

對稱加密演算法(加解密金鑰相同)

名稱	金鑰長度	運算速度	安全性	資源消耗
DES	56位	較快	低	中
3DES	112位或168位	慢	中	高
AES	128、192、256位	快	高	低

 

非對稱演算法(加密金鑰和解密金鑰不同)

名稱	成熟度	安全性(取決於金鑰長度)	運算速度	資源消耗
RSA	高	高	慢	高
DSA	高	高	慢	只能用於數字簽名
ECC	低	高	快	低(計算量小,儲存空間佔用小,頻寬要求低)

 

雜湊演算法比較

名稱	安全性	速度
SHA-1	高	慢
MD5	中	快

 

對稱與非對稱演算法比較

名稱	金鑰管理	安全性	速度
對稱演算法	比較難,不適合網際網路,一般用於內部系統	中	快好幾個數量級(軟體加解密速度至少快100倍,每秒可以加解密數M位元資料),適合大資料量的加解密處理
非對稱演算法	金鑰容易管理	高	慢,適合小資料量加解密或資料簽名

 

演算法選擇(從效能和安全性綜合)

對稱加密: AES(128位),

非對稱加密: ECC(160位)或RSA(1024),

訊息摘要: MD5

數字簽名:DSA