常用加密演算法

概述

• 摘要演算法： 不可逆，固定長度，主要用於完整性檢測，資料安全儲存，比如sha1，md5。
• 對稱加密： 加密解密使用相同的金鑰，但是在金鑰交換的過程中要使用非對稱加密。
• 非對稱加密：加密解密使用不同的金鑰，但是肯定是速度比較慢。

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摘要演算法：

常用的摘要演算法有MD5,SHA1。摘要演算法是一個不可逆過程，就是無論多大資料，經過演算法運算後都是生成固定長度的資料,一般結果使用16進位制進行顯示。
MD5和SHA1的區別：
MD5結果是128位摘要，即16個位元組，用十六進位制表示的話就是32個字元。
SHa1是160位摘要。即20個位元組，用十六進位制表示就是40個字元。
SHa256是256位摘要。即32個位元組，用十六進位制表示就是64個字元。
那麼MD5的速度更快，而SHA1的強度更高。

摘要演算法用途：

• 訊息完整性：由於每一份資料生成的MD5值不一樣，因此傳送資料時可以將資料和其MD5值一起傳送，然後就可以用MD5驗證資料是否丟失、修改。
• 安全訪問認證：這是使用了演算法的不可逆性質，（就是無法從MD5值中恢復原資料）對賬號登陸的密碼進行MD5運算然後儲存，這樣可以保證除了使用者之外，即使資料庫管理人員都無法得知使用者的密碼。
• 數字簽名：這是結合非對稱加密演算法和CA證書的一種使用場景。

摘要演算法程式碼：

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

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對稱加密

對稱加密演算法只是為了區分非對稱加密演算法。其中鮮明的特點是對稱加密是加密解密使用相同的金鑰，而非對稱加密加密和解密時使用的金鑰不一樣。對於大部分情況我們都使用對稱加密，而對稱加密的金鑰交換時使用非對稱加密，這有效保護金鑰的安全。非對稱加密加密和解密金鑰不同，那麼它的安全性是無疑最高的，但是它加密解密的速度很慢，不適合對大資料加密。而對稱加密加密速度快，因此混合使用最好。

常用的對稱加密演算法有：AES和DES.

• DES：比較老的演算法，一共有三個引數入口（原文，金鑰，加密模式）。目前基本被廢除，
  而3DES只是DES的一種模式，是以DES為基礎更安全的變形，對資料進行了三次加密，也是被指定為AES的過渡演算法。
  DES廢除的原因一個是金鑰位數太少，在現在的計算能力下，已經無法保證安全，第二個原因是，DES是為硬體加密設計的，對於現在軟體來說計算效率不夠好，第三個原因是，一直有人懷疑DES的S盒中隱藏著後門，而這個後門被美國安全域性掌握。所以提出了AES
• AES:高階加密標準，新一代標準，加密速度更快，安全性更高（不用說優先選擇）

對稱加密用途

所以一般的HTTPS連線只在第一次握手時使用非對稱加密，通過握手交換對稱加密金鑰，在之後的通訊走對稱加密。

對稱加密程式碼

# 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'

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幾個常用的加密組合

ssh原理

這裡進行一下說明：

• 首先服務端會通過非對稱加密，產生一個公鑰和私鑰；

• 在客戶端發起請求時，服務端將公鑰暴露給客戶端，這個公鑰可以被任意暴露；

• 客戶端在獲取公鑰後，會先產生一個由256位隨機數字組成的會話金鑰，這裡稱為口令；

• 客戶端通過公鑰將這個口令加密，傳送給伺服器端；

• 伺服器端通過私鑰進行解密，獲取到通訊口令；

• 之後，客戶端和服務端的資訊傳遞，都通過這個口令進行對稱的加密。

  
  
  

  18161540_1yaB.png

https 加密原理

第一步，愛麗絲給出協議版本號、一個客戶端生成的隨機數（Client random），以及客戶端支援的加密方法。

第二步，鮑勃確認雙方使用的加密方法，並給出數字證書、以及一個伺服器生成的隨機數（Server random）。

第三步，愛麗絲確認數字證書有效，然後生成一個新的隨機數（Premaster secret），並使用數字證書中的公鑰，加密這個隨機數，發給鮑勃。

第四步，鮑勃使用自己的私鑰，獲取愛麗絲髮來的隨機數（即Premaster secret）。

第五步，愛麗絲和鮑勃根據約定的加密方法，使用前面的三個隨機數，生成"對話金鑰"（session key），用來加密接下來的整個對話過程。

參考

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