对称和非对称密钥加密如何协同工作？

引言

一个同时使用对称和非对称密钥加密的安全通信系统可以从两者的所有变量和结果中获益。对于第二种密钥，建议进行大量数据加密，因为对称密钥加密效率高，处理速度快。另一方面，非对称密钥加密使用公钥和私钥作为两个安全密钥区域，提供一种公平但更安全的方式来交换密钥和验证其真实性。

非对称加密方法安全地传输加密大量数据所需的对称密钥，而这种两种方法集成的技术可以确保系统能够安全地传输数据。作为现代加密协议中的一个流行选择，这种加密方式结合了性能和安全性。

什么是对称密钥加密？

在称为对称密钥加密（有时也称为秘密密钥加密）的方法中，使用单个密钥进行消息的加密和解密。在此系统中，发送方和接收方使用相同的密钥来确保只有他们能够解码数据。此技术依赖于密钥，该密钥足够敏感，如果落入坏人之手，则发送的消息很有可能被截获。它在需要大量数据传输时使用，因为它通常比非对称密钥加密占用更少的资源，并且运行速度更快。

特性

• 效率：它是大量数据的不错选择，通常花费的时间更少，效率更高。
• 简单性：在密码学中，它更容易，因为它只需要一个密钥——秘密密钥——来加密和解密数据。
• 安全性：由于安全性与通信密钥相关，因此通信双方都必须保持密钥的机密性。
• 速度：实时加密算法被设计用于以加密和解密的速度运行，例如 DES（数据加密标准）和 AES（高级加密标准）。
• 对称性：通信各方需要安全的密钥共享技术，因为加密和解密过程共享相同的密钥。
• 不可否认性：由于双方拥有相同的密钥，对称密钥加密默认无法保证不可否认性，这使其无法识别消息发送者。
• 密钥管理：安全的密钥分发和管理至关重要，因为双方都需要防止未经授权的方访问相同的秘密密钥。
• 强度：更长的密钥提供更高的安全性。密钥长度会影响其强度。

什么是 것입니다非对称密钥加密？

另一种类型的加密称为公钥加密，也称为非对称密钥加密，其中加密和解密过程使用公钥和私钥而不是一个密钥。数据使用公共半标识密钥进行加密，并使用私有唯一密钥进行解密。因为这种方法不需要用户交换秘密密钥，所以当与非对称密钥系统结合使用时，它在其他不受保护的网络中是安全可靠的。数字签名和安全密钥交换协议是许多安全协议的基本组成部分，它们是非对称加密的基础。

特性

• 密钥对：使用公钥和私钥的组合来加密和解密数据，以提高安全性。
• 隐私：为了提高安全性，公钥不必保密，而私钥只为客户所知。
• 数字签名：提供创建数字签名的能力，确保消息的唯一性和无偏性。
• 密钥分发：它更安全，因为只需要传输公钥，而不需要传输私钥。这使得竞争对手更难获取这些密钥。

何时使用每种加密类型

对称加密。

1. 数据加密。

用途：尽快编码所有数据。

示例：数据库和通信通道——对于高速加密应用，文件将使用 AES（高级加密标准）进行加密。

2. 安全通信

用途：保持数据的安全性和及时传输

示例：AES 用于对称加密，例如 TLS，用于加密安全网站上的数据。

3. 加密存储。

用途：存储或在媒体和设备上安全存储数据。

示例：要加密整个磁盘内容，全盘加密使用 AES。全盘加密的另外两个选项是 FileVault 和 BitLocker。

非对称加密

1. 密钥交换

用途：密钥交换以使不可靠的网络系统正常工作

示例：保护 SSL/TLS 启动过程，其中 RSA 和 ECC 都负责加密密钥序列。

2. 数字签名。

用途：这包括保护消息和文档的真实性和完整性的功能。

示例：电子邮件安全技术，如 S/MIME 或 Adobe Sign 等云服务，将使用 RSA（或 DSA - 数字签名算法）来证明消息未被篡改并识别发送者。

3. 电子邮件加密。

用途：防止未经授权访问电子邮件内容。

示例：PGP 和 GPG 使用非对称加密来加密对称密钥，从而锁定电子邮件的内容，以便只有预期的收件人才能解密它们。

为什么对称和非对称密钥加密协同工作效果最好？

1. 密钥交换安全

非对称加密：非对称加密中公钥的交换是使用已识别密钥的另一种方法，通过不安全的通道使用非对称加密确保安全、强大的密钥交换。这是因为与公众分享很容易，同时又通过拒绝他人访问来控制私钥。

对称加密：通过非对称加密获得对称密钥交换后，数据加密和解密使用对称密钥高效完成。

2. 性能。

对称加密：AES 和其他对称加密算法并非为此类性能而设计，因此不适合加密大量数据。

非对称加密：加密和解密的一个重要组成部分，它允许非常快速的对称密钥交换过程。

3. 安全性和实用性

非对称加密：它允许安全地传输密钥的对称性质，并且由于签名需要通信通道，因此也应该仅由预期方进行身份验证。

对称加密：为了安全、可靠且快速地加密未加密数据，对称加密共享对称密钥。

4. 身份验证和完整性

非对称加密：对于发送者身份验证和消息完整性，收件箱使用非对称密钥数字签名作为示例。这会验证数据并对发送者进行重要的身份验证。

对称加密：建立安全通道后，对称加密可确保在通信会话期间保护数据安全。

5. 实际应用和协议

最知名的混合通信协议实例是 TLS 和 SSL。在他们使用对称密钥建立初始连接后，他们会安全地切换到非对称密钥。接下来，使用对称密钥来确保在整个会话中保持必要的加密效率。

对称和非对称密钥加密如何协同工作？

1. 密钥交换

当两个通信方想要交换对称密钥时，他们首先使用非对称加密。为了确保只有拥有相应私钥的接收者才能解密它，发送方使用接收者的公钥加密对称密钥。

会话建立：建立安全通信通道后，发送方和接收方使用秘密对称密钥交换实际数据。

2. 加密和解密数据

每次发起通信时，都会使用交换的对称密钥进行加密，并使用相同的密钥进行解密。在涉及大量数据的情况下，它的实现速度比其他方法快得多，效率也更高。

3. 真实性和完整性

它们用于对数据进行数字签名，并保持其真实性（完整性）不被伪造。使用公钥，接收者可以确保发送者的消息是通过私钥加密的。

4. 效率

因此，当前的通信可以使用对称加密进行数据加密，使用非对称加密进行密钥交换，从而兼具高安全性和高速度。

结论

总之，已经证明将对称和非对称密钥加密相结合提供了一种非常强大的通信安全方法。在快速处理数据方面，对称密钥加密表现出色，而非对称密钥加密则提供了安全的密钥交换和身份验证方法。

结合使用时，它们涵盖了当今世界的大多数关键应用，包括安全的网页浏览、安全套接字层 (SSL) 邮件加密、数字签名、安全购买和交易等。在当今互联的社会中，确保数据的安全性、完整性和真实性至关重要。