密码学中的对称加密和非对称加密

一、对称加密
概念：加密和解密用同一对密钥的加密技术，叫对称加密。
加密方式：DES、3DES、AES，安全性依次从低到高。
示意图：

对称加密
重点来讲下AES加密：

• 取代DES成为新标准的一种对称密码算法
• AES的密钥长度有128、192、256bit三种
• 目前AES，已经逐步取代DES、3DES，成为首选的对称密码算法

二、非对称加密，也称公开密钥
概念：加密和解密用不同的密钥的加密技术，叫非对称加密。
典型的加密方式：RSA算法
加密步骤：

• 消息接收者端生成一对公钥和私钥，其中公钥公开出去，给消息发送者加密用；私钥自己保管，不对外泄露。
• 任何人都可以拿到公钥，用公钥加密后将密文发送给接收者。
• 由于私钥只有原来的接收者有，所以其他人就算用公钥去解密，也是没用的。
• 接收者拿到密文后，用原来保管的私钥，进行解密拿到明文。
  流程图：
  非对称加密

三、两种方式各自的缺点：

• 对称密码的缺点：不能很好地解决密钥配送问题
• 非对称密码的缺点：加解密速度比较慢

四、混合密码系统
概念：将对称密码和公钥密码的优势相结合的方法
优点：解决了公钥密码速度慢的问题；通过公钥密码解决了对称密码的密钥配送问题。
应用：网络上的密码通信所用的SSL/TSL都运用了混合密码系统。

会话密钥的生成：

• 为本次通信随机生成的临时密钥
• 作为对称密码的密钥，用于加密消息，提高速度

加密步骤：

1. 首先，消息发送者要拥有消息接收者的公钥
2. 生成会话密钥，作为对称密码的密钥，加密消息
3. 用消息接收者的公钥，加密会话密钥
4. 将上两步生成的加密结果，一并发送给消息接收者

最终，发出去的消息包括两部分：

• 用公钥加密后的会话密钥（非对称加密）
• 用会话密钥加密的消息（对称加密）

解密步骤：

1. 接收者拿到用公钥加密后的会话密钥的消息，用自己的私钥进行解密，得到真实的密钥
2. 拿到步骤1中解密后的密钥，用该密钥解密消息内容。

示意图：

混合加密.png 解密.png

五、混合加密的一些思考

1. 为什么加密消息主体要用对称加密？
因为消息主体信息量大，发送频繁，而对称加密速度快，效率高。

2. 为什么加密会话密钥要用非对称加密？
因为会话密钥一般比较短，而且通常只需要发送一次即可，所以对速度要求不高，但对安全性要求很高，非对称加密满足这个要求。