嵌入式工程师需知道的实用算法

来源:网络整理 作者:judyzhong2017年11月27日 16:52

伴随着人工智能、物联网时代的到来,数据应用变得频繁起来,数据安全应该如何保护?软件加密算法都有哪些,这些算法在哪些方面得到了应用?慢慢读下去,你会发现围绕在我们身边的“小密码”。

对称加密算法

对称加密算法是应用较早的加密算法,技术成熟。在对称加密算法中,数据发信方将明文(原始数据)和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后,使其变成复杂的加密密文发送出去。在对称加密算法中,使用的密钥只有一个,发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密,这就要求解密方事先必须知道加密密钥。对称加密算法的特点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。不足之处是,交易双方都使用同样钥匙,安全性得不到保证。对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难,主要是因为密钥管理困难,使用成本较高。

嵌入式工程师必须知道的八大加密算法

DES加密算法

DES加密算法是一种分组密码,以64位为分组对数据加密,它的密钥长度是56位,加密解密用同一算法。DES加密算法是对密钥进行保密,而公开算法,包括加密和解密算法。这样,只有掌握了和发送方相同密钥的人才能解读由DES加密算法加密的密文数据。因此,破译DES加密算法实际上就是搜索密钥的编码。对于56位长度的密钥来说,如果用穷举法来进行搜索的话,其运算次数为256。

随着计算机系统能力的不断发展,DES的安全性比它刚出现时会弱得多,然而从非关键性质的实际出发,仍可以认为它是足够的。不过,DES现在仅用于旧系统的鉴定,而更多地选择新的加密标准。

3DES加密算法

3DES是三重数据加密算法块密码的通称。它相当于是对每个数据块应用三次DES加密算法。由于计算机运算能力的增强,原版DES密码的密钥长度变得容易被暴力破解;3DES即是设计用来提供一种相对简单的方法,即通过增加DES的密钥长度来避免类似的攻击,而不是设计一种全新的块密码算法。

3DES是DES向AES过渡的加密算法,加密算法,其具体实现如下:设Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密过程,K代表DES算法使用的密钥,M代表明文,C代表密文,这样:
3DES加密过程为:C=Ek3(Dk2(Ek1(M)))
3DES解密过程为:M=Dk1(EK2(Dk3(C)))

AES加密算法

AES加密算法是密码学中的高级加密标准,该加密算法采用对称分组密码体制,密钥长度的最少支持为128、192、256,分组长度128位,算法应易于各种硬件和软件实现。这种加密算法是美国联邦政府采用的区块加密标准,这个标准用来替代原先的DES,已经被多方分析且广为全世界所使用。

AES加密算法被设计为支持128/192/256位(/32=nb)数据块大小(即分组长度);支持128/192/256位(/32=nk)密码长度,,在10进制里,对应34&TImes;1038、62&TImes;1057、1.1&TImes;1077个密钥。

嵌入式工程师必须知道的八大加密算法

非对称加密算法

不对称加密算法使用两把完全不同但又是完全匹配的一对钥匙—公钥和私钥。在使用不对称加密算法加密文件时,只有使用匹配的一对公钥和私钥,才能完成对明文的加密和解密过程。采用不对称加密算法,收发信双方在通信之前,收信方必须将自己早已随机生成的公钥送给发信方,而自己保留私钥。由于不对称算法拥有两个密钥,因而特别适用于分布式系统中的数据加密。广泛应用的不对称加密算法有RSA算法和美国国家标准局提出的DSA。以不对称加密算法为基础的加密技术应用非常广泛。

RSA加密算法

RSA加密算法是目前最有影响力的公钥加密算法,并且被普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA是第一个能同时用于加密和数宇签名的算法,它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击,已被ISO推荐为公钥数据加密标准。RSA加密算法基于一个十分简单的数论事实:将两个大素数相乘十分容易,但那时想要,但那时想要对其乘积进行因式分解却极其困难,因此可以将乘积公开作为加密密钥。

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DSA加密算法

DSA是基于整数有限域离散对数难题的,其安全性与RSA相比差不多。DSA的一个重要特点是两个素数公开,这样,当使用别人的p和q时,即使不知道私钥,你也能确认它们是否是随机产生的,还是作了手脚。RSA算法却做不到。DSA只是一种算法,和RSA不同之处在于它不能用作加密和解密,也不能进行密钥交换,只用于签名,它比RSA要快很多.

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