信息安全一些知识(密码学知识、区块链会涉及)

对称加密&非对称加密

对称加密(单钥加密):A与 B 之间之间的通讯数据都用同一套的密钥来进行加密解密。

  • 优点
    简单快捷,密钥较短,且破译困难。
  • 缺点
    如果用户一旦多的话,管理密钥也是一种困难。不方便直接沟通的两个用户之间怎么确定密钥也需要考虑,这其中就会有密钥泄露的风险,以及存在更换密钥的需求。
  • 对称加密通常有 DES,IDEA,3DES 加密算法。

非对称加密(双钥加密):用公钥和私钥来加解密的算法。打个比方,A 的公钥加密过的东西只能通过 A 的私钥来解密;同理,A 的私钥加密过的东西只能通过 A 的公钥来解密。顾名思义,公钥是公开的,别人可以获取的到;私钥是私有的,只能自己拥有。

  • 缺点
    加解密比对称加密耗时.
  • 优点
    比对称加密安全.

但是非对称加密也是存在漏洞,因为公钥是公开的,如果有 C 冒充 B 的身份利用 A 的公钥给 A 发消息,这样就乱套了,所以接下来就采用非对称加密+摘要算法+数字签名的机制来确保传输安全。

常见的非对称加密算法有:RSA、ECC(移动设备用)、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA(数字签名用)

Hash函数

Hash,一般翻译做散列、杂凑,或音译为哈希,是把任意长度的输入(又叫做预映射pre-image)通过散列算法变换成固定长度的输出,该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射,也就是,散列值的空间通常远小于输入的空间,不同的输入可能会散列成相同的输出,所以不可能从散列值来确定唯一的输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。

Hash算法的特点是单向不可还原,用户可以通过hash算法对目标信息生成一段特定长度的唯一hash值,却不能通过这个hash值重新获得目标信息。因此Hash算法常用在不可还原的密码存储、信息完整性校验等。只要源数据不同,算法得到的摘要必定不同。

哈希函数(Hash Function),也称为散列函数,给定一个输入x,它会算出相应的输出H(x)。哈希函数的主要特征是:

  • 输入x可以是任意长度的字符串
  • 输出结果即H(x)的长度是固定的
  • 计算 H(x) 的过程是高效的(对于长度为 n 的字符串 x ,计算出 H(x) 的时间复杂度应为 O(n) )

hash 算法的原理是试图将一个空间的数据集映射到另外一个空间(通常比原空间要小),并利用质数将数据集能够均匀的映射。目前主流的 hash 算法有:MD2、MD4、MD5、HAVAL、SHA

密码学笔记

http://www.ruanyifeng.com/blog/2006/12/notes_on_cryptography.html

用公钥可以解开私钥加密的信息,反之亦成立。

公钥&私钥

“私钥”是属于“非对称加密算法”里面的概念,与之对应的还有另一个概念,名叫:“公钥”。

公钥和私钥,从字面意思我们就可以理解:公钥,是可以公开的;而私钥,是私人的、你自己拥有的、需要绝对保密的。公钥共享,用于认证和加密,私钥用于解密和数字签名。

公钥是根据私钥计算形成的,比特币系统使用的是椭圆曲线加密算法,来根据私钥计算出公钥。这就使得,公钥和私钥形成了唯一对应的关系:当你用了其中一把钥匙加密信息时,只有配对的另一把钥匙才能解密。所以,正是基于这种唯一对应的关系,它们可以用来验证信息发送方的身份,还可以做到绝对的保密。

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数字签名是什么?

http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/08/what_is_a_digital_signature.html

cr阮一峰

(1)公钥加密,私钥解密

(2)数字签名

数字签名:信件先用Hash函数,生成摘要,然后使用私钥,然后对摘要加密,生成"数字签名",签名附在信件下面。

收信后取下数字签名,用公钥解密,得到信件的摘要。

再对信件本身使用Hash函数,将得到的结果,与上一步得到的摘要进行对比。如果两者一致,就证明这封信未被修改过。

"证书中心"(certificate authority,简称CA),为公钥做认证。证书中心用自己的私钥,对鲍勃的公钥和一些相关信息一起加密,生成"数字证书"(Digital Certificate)。

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"数字证书"的实例:https协议。这个协议主要用于网页加密。

总结&比特币中应用

cr:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1619187720195797392&wfr=spider&for=pc

(1)私钥是系统随机生成的,公钥是由私钥计算得出的,钱包地址是由公钥计算得出的,也就是:私钥——公钥——钱包地址,这样一个过程;

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(2)数字签名,是由交易信息+私钥信息计算得出的,因为数字签名隐含私钥信息,所以可以证明自己的身份。

私钥、公钥都是密码学范畴的,属于“非对称加密”算法中的“椭圆加密算法”,之所以采用这种算法,是为了保障交易的安全,二者的作用在于:

(1)公钥加密,私钥解密:公钥全网公开,我用依依的公钥给信息加密,依依用自己的私钥可以解密;

(2)私钥签名,公钥验证:我给依依发信息,我加上我自己的私钥信息形成数字签名,依依用我的公钥来验证,验证成功就证明的确是我发送的信息。

只不过,在比特币交易中,加密解密啦、验证啦这些都交给矿工了。

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