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一次加密的完整过程
加密过程中涉及哪些内容
- 数据部分包含：明文，密钥
- 算法部分包含：编码，填充算法，工作模式，加密算法
- 整个处理过程如下图：
- 通过上图可以看到上面列举的内容除了明文本身外，只要有其中一样不同就导致无法解密。
加密的三个重要组成部分
填充算法
- 加密算法一般是使用固定的明文长度，但是实际上我们加密时并没有这个限制，所以通常在加密之前，我们需要在明文数据的基础上添加一些填充数据使数据达到算法块大小的倍数
- 其次填充算法可以混淆明文数据，避免一些特殊的破解方法，比如时序攻击，这一步也被称为加盐
PKCS1Padding----RSA常用算法
假如密钥长度为1024位，那么数据块长度为128个字节 数据块=0x00+BT+PS+0x00+(明文) = 128字节，明文最大长度为117位 BT（1字节）在私钥加密时取0x01，公钥加密取0x02。PS（最少8个字节）在私钥加密时取0xFF,公钥加密时取随机值。 举例：1024位公钥加密：abc，0x00+0x02+随机字节（114字节）+0x00+abc=128字节
PKCS7Padding----AES常用
- 假设数据长度需要填充n(n>0)个字节才对齐，那么填充n个字节，每个字节都是n;如果数据本身就已经对齐了，则填充一块长度为块大小的数据，每个字节都是块大小。
- 假定块长度为 8，数据长度为 9，则填充用八位字节数等于 7，数据等于 FF FF FF FF FF FF FF FF FF：
- 数据： FF FF FF FF FF FF FF FF FF
- PKCS7 填充： FF FF FF FF FF FF FF FF FF 07 07 07 07 07 07 07
PKCS5Padding----DES常用
- PKCS7Padding的子集，块大小固定为8字节。
- JAVA中AES使用AES/ECB/PKCS5Padding
- 实际使用的是PKCS7Padding
工作模式
- 加密算法通常只能加密一定长度的明文，但是实际上我们使用加密时是没有长度限制的。所以在加密过程中，我们需要将明文切割成多个块，工作模式就是决定如何将加密算法应用到这些多个块数据上
- 工作模式也可以隐蔽明文的统计特性以及数据格式，提高安全性
以下列举两种工作模式，其它种类不再一一说明，感兴趣者可以网上查阅
ECB
- ECB是最简单的块密码加密模式，加密前根据加密块大小（如AES为128位）分成若干块，之后将每块使用相同的密钥单独加密，解密同理。
- ECB模式由于每块数据的加密是独立的因此加密和解密都可以并行计算，缺点在于同样的明文块会被加密成相同的密文块；因此，它不能很好的隐藏数据模式
CBC
- CBC模式，每个明文块先与前一个密文块进行异或后，再进行加密。在这种方法中，每个密文块都依赖于它前面的所有明文块。同时，为了保证每条消息的唯一性，在第一个块中需要使用初始化向量IV。
- 缺点在于加密过程是串行的，无法被并行化。在加密时，明文中的微小改变会导致其后的全部密文块发生改变，而在解密时，从两个邻接的密文块中即可得到一个明文块。因此，解密过程可以被并行化，而解密时，密文中一位的改变只会导致其对应的明文块完全改变和下一个明文块中对应位发生改变，不会影响到其它明文的内容。
加密算法
- 加密算法分 对称加密 和 非对称加密
- 对称加密算法的加密与解密 密钥相同
- 非对称加密算法的加密密钥与解密 密钥不同，
- 有些地方可能也会把一些 不需要密钥 的 散列算法称为加密算法
DES算法----对称加密
- 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，另外有8位校验位。
- 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 2 ^ 56 次。
3DES算法----对称加密
- 是基于 DES 的 对称算法，对 一块数据 用三个不同的密钥 进行 三次加密，强度更高。
- 有时会使用16字节的秘钥，其实是将前8位字节复制补充到后面形成24字节的密钥
- JAVA中只支持24字节的密钥，16字节的密钥需自行按上述方法修改，超出24字节的会被截断
AES算法----对称加密
- 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 位、 192 位、256 位，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。
- AES 本身就是为了取代 DES 的，AES 具有更好的 安全性、效率 和 灵活性。
RSA算法----非对称加密
- 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 最优秀的加密方案之一。RSA 是第一个能同时用于加密和数字签名的算法，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。
ECC算法----非对称加密
- ECC 也是一种 非对称加密算法，是一种基于椭圆曲线数学的公开密钥加密算法，其本质是利用离散对数问题实现加密。
- ECC 和 RSA 相比，在许多方面都有对绝对的优势，主要体现在以下方面：抗攻击性强，CPU 占用少，内容使用少，网络消耗低，加密速度快。
- 但是目前主流使用的非对称加密算法仍然是RSA算法（文章可能过时）
加密相关的一些扩展说明
什么是数字摘要？
- 摘要是哈希值，我们通过散列算法比如MD5算法就可以得到这个哈希值。
- 摘要只是用于验证数据完整性和唯一性的哈希值，不管原始数据是什么样的，得到的哈希值都是固定长度的。
- 摘要并不是原始数据加密后的密文，只是一个验证身份的令牌。所以我们无法通过摘要解密得到原始数据。
什么是数字签名？
- 数字签名是一种类似写在纸上的普通的物理签名，但是是使用非对称加密技术与数字摘要技术来实现
- 数字签名技术是将摘要信息用发送者的私钥加密，与原文一起传送给接收者。接收者只有用发送者的公钥才能解密被加密的摘要信息，然后用HASH函数对收到的原文产生一个摘要信息，与解密的摘要信息对比。如果相同，则说明收到的信息是完整的，在传输过程中没有被修改，否则说明信息被修改过，因此数字签名能够验证信息的完整性。
什么是数字证书？
- 数字证书是一个经证书授权中心（CA）数字签名的包含公开密钥拥有者信息以及公开密钥的文件，是网络通信中标识通信各方身份信息的一系列数据，它提供了一种在 Internet上验证身份的方式，其作用类似于司机的驾驶执照或日常生活中的身份证，人们可以在交往中用它来识别对方的身份。
什么是CA？
- 只要是合规可用的SSL证书都是由数字证书管理机构颁发的，这个机构就叫CA机构，CA机构是一个普遍受信的第三方组织，负责数字证书的申请及签发管理等工作，具有权威性的特征，当网站运营人员申请SSL证书时，是要向CA机构提供域名所有者和身份证明材料的，经过CA机构的人工审核并支付一定费用才可以颁发的。
