对称密码模型

2025年5月29日 | 阅读时间 3 分钟

对称加密是最古老、最基本的加密技术。数据加密和解密都使用同一个密钥,因此它也被称为单密钥加密。

什么是对称加密?

让数据以原始格式通过互联网传输极其危险,因为当前,当每个人都在互联网上发布和消费大量信息时,这也为攻击者获取他人数据并更改或利用数据对付数据所有者提供了开放窗口。

这可以通过加密数据来实现,加密数据会将其转换为虚假信息,任何不知道如何恢复原始内容的人都无法使用。本教程解释了如何使用对称加密将明文转换为密文,然后将密文解密回明文。

以下是密码学中的一些基本术语

  1. 明文: 发送方和接收方之间的原始通信。
  2. 密文: 原始消息以人类无法理解的格式编码。
  3. 加密: 将明文转换为密文的过程称为加密。
  4. 解密: 解密是将加密材料转换回明文的过程。

对称密码模型

对称密码模型由五个基本组件组成

对称密码模型

1. 明文 (x): 这是发送方希望传达给接收方的原始信息或消息。它是加密算法的输入之一。

2. 密钥 (k): 加密和解密算法使用此值、字符串或文本文件分别对明文进行编码和解码为密文。无论加密技术如何,它都执行此操作。它控制所有明文转换。密钥决定了所有进行的更改和替换。

3. 加密算法 (E): 它在接收明文和密钥作为输入后生成密文作为输出。它提出了几种方法,包括利用密钥更改和修改明文。

4. 密文 (y): 这种明文 (x) 的预备版本,对人类来说是不可理解的,在传输过程中提供加密。它完全取决于提供给加密方法的密钥。每个密钥都会生成一个不同的密文。

5. 解密方法 (D): 在接收方一端,它逆转加密方法。此外,它使用作为输入接收到的密钥解码发送给它的密文。结果只是明文。

加密要求

要进行加密,只需满足两个条件。它们是

  1. 加密算法: 需要一个非常强大的加密算法,它生成的密文即使攻击者可以访问一个或多个密文,也无法解密密钥。
  2. 安全共享密钥的方法: 发送方和接收方必须能够可靠、安全地通信密钥。它还应该防止泄露,以防止攻击者访问它。

对称密钥加密有什么好处?

与使用两个不同密钥加密和解密数据的非对称加密相比,对称加密有一些优势。其中一些优势包括

  1. 比非对称加密更快: 相比之下,对称加密比非对称加密更快。因为加密和解密只需要一个密钥,所以它相对更简单。
  2. 更好的性能: 对称加密已被证明比非对称加密具有更好的性能。更少的计算量可以改善主机的内存管理。
  3. 更高的效率: 对称算法非常适合加密大量数据。由于服务器和数据农场速度快得多,处理大量数据既直接又简单。
  4. 实现简单: 与非对称加密相比,对称基础设施更容易让组织设置,因为数据加密和解密只需要一个密钥。

对称加密的困难

对称加密虽然因其速度和效率而备受推崇,但也存在许多缺点

  1. 安全共享密钥是最大的障碍,因为如果密钥泄露,所有通信都会受到影响。
  2. 这种方法的另一个重大问题是保持密钥安全。
  3. 随着用户数量的日常增长,管理和安全交换这些密钥将变得越来越复杂。