各加密算法总结
一、单向散列算法
也称为Hash（哈希）算法。是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度（消息摘要）的函数（该过程不可逆）。Hash函数可用于数字签名、消息的完整性检测、消息起源的认证检测等。常见的散列算法有MD5、SHA、HMAC、RIPE-MD、HAVAL、N-Hash、Tiger等。
1. MD5算法
MD5消息摘要算法（Message Digest Algorithm 5）。
对MD5算法简要的叙述可以为：MD5以512位分组来处理输入的信息，且每一分组又被划分为16个32位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四个32位分组组成，将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。
MD5编码是最常用的编码方法之一，是从一段字符串中通过相应特征生成一段32位的数字字母混合码。
MD5主要特点是 不可逆，相同数据的MD5值肯定一样，不同数据的MD5值不一样（也不是绝对的，但基本是不能一样的）。
MD5算法还具有以下性质：
1、压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。
2、容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。
3、抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。
4、弱抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。
5、强抗碰撞：想找到两个不同的数据，使它们具有相同的MD5值，是非常困难的。
MD5虽然说是不可逆的 但是由于有网站http://www.cmd5.com的存在，专门用来查询MD5码 所以有的简单的MD5码是可以在这里搜到源码的。
为了让MD5码更加安全 涌现了很多其他方法 如加盐。 盐要足够长足够乱 得到的MD5码就很难查到。
2. SHA算法
安全散列算法（Secure Hash Algorithm）简称SHA。有SHA-1、SHA-256、SHA-384、SHA-512几种，分别产生160位、256位、384位和512位的散列值。
2.1 SHA-1算法
是一种主流的散列加密算法，设计时基于和MD4相同的原理，并模仿了该算法。消息分组和填充方式与MD5相同。也用到了一些常量做初始化数据。
总结，随着密码分析技术的发展，现有的散列算法都是不安全的。如SHA-160、MD5、RIPEMD、HAVAL、Tiger在某些条件下能构造出碰撞。建议选择SHA-256/384/512，或者Whirlpool。如果在解密时碰到Hash算法，一般只需根据每种Hash算法的特征搞清楚具体哪一种Hash算法以及是否为某种算法的变形，继而通过该Hash的源代码即可破解。
| 名称 | 安全性 | 运算速度 |
|---|---|---|
| SHA-1 | 高 | 慢(消息验证) |
| MD5 | 中 | 快(消息验证) |
3.HMAC
HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码，基于密钥的Hash算法的认证协议。消息鉴别码实现鉴别的原理是，用公开函数和密钥产生一个固定长度的值作为认证标识，用这个标识鉴别消息的完整性。使用一个密钥生成一个固定大小的小数据块，即MAC，并将其加入到消息中，然后传输。接收方利用与发送方共享的密钥进行鉴别认证等。
二、对称加密算法
加密密钥和解密密钥是完全相同的。其安全性依赖于：
1.加密算法足够强。
2.密钥的秘密性。
常见的对称分组加密算法有DES（Data Encryption Standard）、AES（Advanced Encryption Standard）、IDEA（International Data Encryption Algorithm）、BlowFish、Twofish等。
1. DES算法
DES(Data Encryption Standard)是一种单一密钥对称加解密算法。通信主体之间只有一个密钥，该密钥不对第三方公开。但由于密钥长度较短，导致安全性不高。DES算法的入口参数有三个：Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位，是DES算法的工作密钥；Data也为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密，如果Mode为加密，则用Key去把数据Data进行加密，生成Data的密码形式作为DES的输出结果；如Mode为解密，则用Key去把密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式作为DES的输出结果。在使用DES 时，双方预先约定使用的”密码”即Key，然后用Key去加密数据；接收方得到密文后使用同样的Key解密得到原数据，这样便实现了安全性较高的数据传输。
2. 3DES算法
三重DES（TDEA，Triple Data Encryption Algorithm）算法，这种方法用两个密钥对明文进行三次加密，假设两个密钥是K1和K2，三个步骤：1. 用密钥K1进行DEA加密。 2. 用K2对步骤1的结果进行DES解密。 3. 用步骤2的结果使用密钥K1进行DES加密。这种方法的缺点，是要花费原来三倍时间，从另一方面来看，三重DES的112位密钥长度是很“强壮”的加密方式了。
3. AES算法
AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准），用于替代DES成为新一代的加密标准。具有128比特的分组长度，并支持128、192和256比特的密钥长度，可在全世界范围内免费得到。其前身为Rijndael（读作：Rain Doll）。Rijndael算法与AES的唯一区别在于各自所支持的分组长度和密码密钥长度的反胃不同。Rijndael是具有可变分组长度和可变密钥长度的分组密码，其分组长度和密钥长度均可独立地设定为32比特的任意倍数，最小值128bit，最大256bit。而AES将分组长度固定为128位，而且仅支持128、192和256位的密钥长度，分别称为AES-128，AES-192，AES-256。
4. RC4流密码
现今最为流行的流密码，应用于SSL（Secure Sockes Layer）、WEP。RC4生成一种称为密钥流的伪随机流，它同明文通过异或操作相混合以达到加密的目的。解密时，同密文进行异或操作。其密钥流的生成有两部分组成：KSA（the Key-Scheduling Algorithm)和PRGA(the Pseudo-Random Generation Algorithm)。由于RC4算法加密采用XOR，所以一旦密钥序列出现重复，密文就有可能被破解。推荐使用RC4算法时，必须对加密密钥进行测试，判断其是否为弱密钥。
5. TEA算法
TEA（Tiny Encryption Algorithm）算法。分组长度为64位，密钥长度为128位。采用Feistel网络。其作者推荐使用32次循环加密，即64轮。TEA算法简单易懂，容易实现。但存在很大的缺陷，如相关密钥攻击。由此提出一些改进算法，如XTEA。
6. IDEA算法
IDEA（International Data Encryption Algorithm）国际数据加密算法。分组密码IDEA明文和密文的分组长度为64位，密钥长度为128位。该算法的特点是使用了3种不同的代数群上的操作。IDEA共使用52个16位的子密钥，由输入的128位密钥生成。加密过程由8个相同的加密步骤（加密轮函数）和一个输出变换组成。而解密过程与加密过程相同。解密与加密唯一不同的地方就是使用不同的子密钥。首先，解密所用的52个子密钥是加密的子密钥的相应于不同操作运算的逆元，其次，解密时子密钥必须以相反的顺序使用。
7. BlowFish算法
BlowFish算法是一个64位分组及可变密钥长度的分组密码算法，该算法是非专利的。BlowFish算法基于Feistel网络（替换/置换网络的典型代表），加密函数迭代执行16轮。分组长度为64位（bit），密钥长度可以从32位到448位。算法由两部分组成：密钥扩展部分和数据加密部分。密钥扩展部分将最长为448位的密钥转化为共4168字节长度的子密钥数组。其中，数据加密由一个16轮的Feistel网络完成。每一轮由一个密钥相关置换和一个密钥与数据相关的替换组成。
| 名称 | 密钥长度 | 运算速度 | 安全性 | 资源消耗 |
|---|---|---|---|---|
| DES | 56位 | 较快 | 低 | 中 |
| 3DES | 112位或168位 | 慢 | 中 | 高 |
| AES | 128、192、256位 | 快 | 高 | 低 |
三、非对称加密算法
又称为公开密钥加密算法（Asymmetric Key Cryptography），需要两个密钥：公开密钥（public key）和私有密钥（private key）。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。
1. RSA算法
RSA(算法的名字以发明者的名字命名：Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman), 是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法，易于理解和操作，应用广泛。RSA的安全性依赖于大整数因子分解。目前来看，攻击RSA算法最有效的方法便是分解模n。一般认为RSA需要1024位或更长的魔术才有安全保障。
2. DSA数字签名算法
DSA（Digital Signature Algorithm）, 是在借鉴了ElGamal及Schnorr签名算法的基础上，公布的数字签名标准（Digital Signature Standard），该标准采用的算法。其安全性同样基于有限域的离散对数问题。目前DSA的应用越来越广泛。
3. ECC椭圆曲线密码编码学
相比RSA等公钥算法，使用较短的密钥长度而能得到相同程度的安全性。预测未来ECC（Elliptic Curve Cryptography）将会取代RSA成为主流的密钥算法。
4. ElGamal公钥算法
其完全依赖于在有限域上计算离散对数的困难性。ElGamal的一个不足之处是密文的长度是明文的两倍。而另一种签名算法，Schnorr签名系统的密文比较短，这是由其系统内的单向散列函数决定的。
| 名称 | 成熟度 | 运算速度 | 安全性(取决于密钥长度) | 资源消耗 |
|---|---|---|---|---|
| RSA | 高 | 慢 | 高 | 高 |
| DSA | 高 | 慢 | 高 | 只能用于数字签名 |
| ECC | 低 | 快 | 高 | 低(计算量小，存储空间小，带宽要求低) |
四、对称与非对称算法比较
| 名称 | 运算速度 | 密钥管理 | 安全性 |
|---|---|---|---|
| 对称算法 | 中 | 比较难，不适合互联网，一版用于内部系统 | 快好几个数量级，适合大数据量的加解密 |
| 非对称算法 | 高 | 容易管理 | 慢，适合小数据量加解密或数据签名 |
对称密码体制的特点
优点：算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高、可逆
缺点：双方使用相同钥匙，安全性得不到保证
现状：对称加密的速度比公钥加密快很多，在很多场合都需要对称加密，
相较于DES和3DES算法而言，AES算法有着更高的速度和资源使用效率，安全级别也较之更高了，被称为下一代加密标准
非对称密码体制的特点
优点: 非对称加密使用了一对密钥，公钥与私钥，所以安全性高。
缺点：加解密速度慢的特点，密钥尺寸大。
总结
由于非对称加密算法的运行速度比对称加密算法的速度慢很多，当我们需要加密大量的数据时，建议采用对称加密算法，提高加解密速度。
对称加密算法不能实现签名，因此签名只能非对称算法。
由于对称加密算法的密钥管理是一个复杂的过程，密钥的管理直接决定着他的安全性，因此当数据量很小时，我们可以考虑采用非对称加密算法。
在实际的操作过程中，我们通常采用的方式是：采用非对称加密算法管理对称算法的密钥，然后用对称加密算法加密数据，这样我们就集成了两类加密算法的优点，既实现了加密速度快的优点，又实现了安全方便管理密钥的优点。RSA建议采用1024位的数字，ECC建议采用160位，AES采用128为即可。
五、混合加密
通信双方的通信过程分为两个部分，双方先利用非对称加密技术传送本次通信所用的对称密钥，然后再用对称加密技术加密传送文件。
五、RIPEMD-160哈希加密算法
RIPEMD-160 是一个 160 位加密哈希函数。
它旨在用于替代 128 位哈希函数 MD4、MD5 和 RIPEMD。
RIPEMD 是在 EU 项目 RIPE（RACE Integrity Primitives Evaluation，1988-1992）的框架中开发的。
六、其他算法
1. Base64编码
Base64编码是将二进制数据编码为可现实的字母和数字，用于传送图形、声音和传真等非文本数据。常用于MIME电子邮件格式中。其使用含有65个字符的ASCII字符集（第65个字符为“=”，用于对字符串的特殊处理过程），并用6个进制位表示一个可显示字符。
把数据编码为Base64，将第一个字节放置于24位缓冲区的高8位，第二个字节放置于中间的8位，第三个字节放置于低8位。如果是少于3个字节的数据，相应的缓冲区置0。然后对24位缓冲区以6位为一组作为索引，高位优先，从字符串“ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghigklmnopqrstuvwxyz0123456789+/”中取出相应的元素作为输出。如果仅有一个或两个字节输入，那么只使用输出的两个或三个字符，其余的用“=”填充。
解码过程是编码的逆过程。首先得到Base64字符串的每个字符在Base64码表中的索引，然后将这些索引的二进制连接起来，重新以8位为一组进行分组，即可得到源码。
Base24码表
BCDFGHJKMPQRTVWXY2346789Base32码表：
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ234567Base60码表：
0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghigklmnopqrstuvwx
Windows产品序列号就是使用Base24编码。实际使用时，码表会和标准码表不一样，但原理相同。
2. CRC32算法
CRC（Cyclic Redundancy Checksum 或者 Cyclic Redundancy Check）, 是对数据的校验值，中文为“循环冗余校验码”，常用语校验数据完整性。最常见的CRC是CRC32，即数据校验值为32位。CRC32代码量小，容易理解，所以目前应用十分广泛。但同时CRC32并不是一个安全的加密算法。如果需要更安全的完整性校验算法，建议使用数字签名技术。
七、常见的加密库
1. Miracl大数运算库
Miracl（Multiprecision Integer and Rational Arithmetic C/C++ Library），多精度整数和有理数算术运算C/C++库。它是一个大数库，实现了设计使用大数的加密技术的最基本的函数。支持RSA公钥系统、Diffie-Hellman密钥交换、DSA数字签名系统及基于GF（p）和GF（2m）的椭圆曲线加密系统。其提供了C和C++两种接口，使用方便，速度快，开源。
2. FGInt
FGInt（Fast Gigantic Integers），是用于Delphi的一种可以实现常见的公钥加密系统的库。
3. freeLIP
最初设计用于进行RSA-129挑战大数计算的大数库，采用2的30次方进制来表示大数，速度不及miracl。
4. Crypto++
一个实现了相当数量的加密算法的加密库。使用了C++的高级语法，文档较少，不易上手。
5. LibTomCrypt
一款相当不错的加密算法库。包括了常见的散列算法、对称算法及公钥加密系统。接口友好，非常适合C程序员使用。
6. GMP
全称GNU Multiple Precision Arithmetic Library。其核心采用汇编实现，速度非常快，超过miracl，常用来实现大整数因子的分解。
7. OpenSSL
主要用于网络安全，也包含了一些加密算法的实现。如对称算法中的BlowFish、IDEA、DES、CAST，公钥中的RSA、DSA，散列中的MD5、RIPEMD、SHA等。
8. DCP和DEC
DCP全称Delphi Cryptography Package，DEC全称Delphi Encryption Compendium，都是用于Delphi的一种加密算法库。这两个算法库实现了大部分常见的散列算法及对称算法，使用方便。
9. Microsoft Crypto API
是微软为了方便程序员在软件中进行数字签名、数据加密的开发而提供的一套加密系统。接口友好方便。
10. NTL
是一个可以用于数论相关计算的库。提供了非常友好的C++接口，用于实现有符号的、算术整数的运算，以及向量、矩阵、基于有限域和整数的多项式运算。在密码学中，有限域的应用相当广泛，如AES、twofish、ECC等都涉及有限域。
加密应用
- 通过简单的
URLENCODE＋Base64编码防止数据明文传输。 - 对普通请求、返回数据，生成
MD5校验（MD5中加入动态密钥），进行数据完整性（简单防篡改，安全性较低，优点：快速）校验。 - 对于重要数据，使用
RSA进行数字签名，起到防篡改作用。 - 对于比较敏感的数据，如用户信息（登陆、注册等），客户端发送使用
RSA加密，服务器返回使用DES(AES)加密。原因是, 客户端发送之所以使用RSA加密，是因为RSA解密需要知道服务器私钥，而服务器私钥一般盗取难度较大；如果使用DES的话，可以通过破解客户端获取密钥，安全性较低。而服务器返回之所以使用DES，是因为不管使用DES还是RSA，密钥（或私钥）都存储在客户端，都存在被破解的风险，因此，需要采用动态密钥，而RSA的密钥生成比较复杂，不太适合动态密钥，并且RSA速度相对较慢，所以选用DES）
某应用的登录注册加密机制
参考资料:
单向加密算法MD5和SHA
对称加密算法DES、3DES和AES
算法
http://www.cnblogs.com/dsxniubility/p/4264777.html