常用的加密算法及相关术语简介

一、 HASH(哈希/散列)

  HASH一般翻译为哈希或散列，是把任意长度的输入通过散列算法变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。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。

1.1 基本概念

• 输入数据称为关键字(key), 输出数据称为值(value), 计算方法称为哈希函数(function),计算公式如下：f(key) = value

• 对不同的关键字可能得到同一散列地址，即key1≠key2，而f(key1)=f(key2)，这种现象称为碰撞。

• 具有相同函数值的关键字对该散列函数来说称做同义词。

• 对于关键字集合中的任一个关键字，经散列函数映射到地址集合中任何一个地址的概率是相等的，则称此类散列函数为均匀散列函数。

1.2 应用场景

1. 用于信息安全方面，如文件校验、数字签名、鉴权协议等
2. 散列表是散列函数的重要应用，使用散列表能够快速的按照关键字查找数据记录

二、MD5

  MD5 (Message Digest Algorithm 5), MD5生成128位（16字节）的哈希值，广泛用于早期的校验和验证.该算法存在碰撞漏洞，可以被破解，对于安全性要求高的应用场景，建议使用其它算法，如SHA-2系列算法。

2.1 应用场景

• 文件完整性校验
• 低安全等级的密码存储与校验

三、SHA

  SHA是安全散列算法（Secure Hash Algorithm，缩写为SHA），能对一个输入信息计算出一个固定长度的字符串，这个固定的字符串称为消息摘要。

3.1 特点

• 单向性：SHA算法只能从数据生成哈希值，但不能从哈希值恢复原始数据，这个特性适合用于数据完整性校验。
• 抗碰撞性：SHA算法的设计在理论上可以保证碰撞的概率非常低。
• 安全性：高版本的SHA算法如SHA-2或SHA-3版本，提供了更高的安全性。

  SHA包含5个算法,分别是SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384和SHA-512,后四个算法统称为SHA-2，最新的还有SHA-3版本。其中SHA-1安全性低，逐渐被淘汰，常用的是SHA-256算法。

3.2 SHA系列算法

SHA-1：

  SHA-1（Secure Hash Algorithm 1）是一个较早的加密哈希函数，它生成160位（20字节）的哈希值， 计算速度较快，适用于低性能设备。但存在碰撞漏洞(攻击者能够找到两个不同的输入产生相同的哈希值), 已经被淘汰。

SHA-224:

  SHA-224属于SHA-2(Secure Hash Algorithm)家族，生成224位（28字节）的哈希值。

SHA-256:

  SHA-256属于SHA-2（Secure Hash Algorithm 2）家族，生成256位（32字节）的哈希值，是最常用的哈希算法之一，广泛应用于区块链、数字签名和各种安全协议中。

SHA-512:

  SHA-512也是SHA-2家族的一部分，生成512位（64字节）的哈希值。与SHA-256相似，输出更长、安全性更高。

四、SSL与TLS

  SSL（Secure Sockets Layer）和TLS（Transport Layer Security）都是用于加密网络通信的安全协议。

说明:

• TLS是SSL的继承者
• SSL 2.0/3.0存在严重安全漏洞，已经被淘汰禁用
• TLS 1.2和TLS 1.3是当前推荐的安全版本

五、DES与AES

5.1 DES(Data Encryption Standard)

  DES是一种对称加密算法，其密钥长度为56位。DES在早期被广泛使用，但56位密钥长度较短，容易受到暴力破解，不安全。

5.2 AES（Advanced Encryption Standard）

  AES是一种对称加密算法，具有更高的安全性。AES的密钥长度可以选择128位、192位或256位，提供了更高的灵活性。AES由于其强大的安全性和较高的计算效率，已成为现代加密标准，广泛应用于各种安全需求较高的场合‌。

5.1 说明

• AES具有高安全性和灵活性，广泛应用于高安全性的场景，如银行交易、网络通信等

六、Base64

  Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一，Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。

七、RSA

  RSA算法是一种非对称加密算法，与对称加密算法不同的是,RSA算法有两个不同的密钥,一个是公钥,一个是私钥。

加密算法类型

• 对称加密算法‌：使用相同的密钥进行加密和解密。常见的对称加密算法包括AES、DES等。通常用于保护传输中的数据，如SSL/TLS协议中的加密。

• 非对称加密算法‌：这类算法使用一对密钥：公钥和私钥。公钥用于加密数据，而私钥用于解密数据。常见的非对称加密算法包括RSA、ECC（椭圆曲线密码学）和DSA（数字签名算法）。非对称加密算法常用于数字签名、密钥交换和加密较小的数据块。

• 哈希算法‌：哈希算法是一种单向函数，它可以将任意长度的数据转换为固定长度的哈希值。常见的哈希算法包括SHA-256（安全哈希算法-256位）和MD5。常用于数据完整性验证和密码存储。