对称加密vs非对称加密

目前，密码学系统主要分为对称密码学和非对称密码学两个主要研究领域。对称密码学通常是对称加密的同义词，包括非对称加密和数字签名两个主要用例。

因此，我们可以将这些概念分组如下：

  • 对称密钥密码学
    • 对称加密
  • 非对称密码学 (或公钥加密)
    • 非对称加密(或公钥加密)
    • 数字签名(包括或不包括加密)

本文将重点介绍对称和非对称加密算法。

对称加密vs非对称加密

加密算法通常分为对称和非对称加密两类。这两种加密算法之间的根本区别在于对称加密算法使用单个密钥，而不是对称加密使用两个不同但相关的密钥。虽然对这种差异的描述非常简单，但它清楚地解释了两种加密技术的功能和使用方法之间的差异。.

了解加密钥

在密码学加密算法生成几个比特字符密钥来加密和解密一段信息。这些密钥的使用也很好地说明了对称和非对称加密的区别。
虽然对称加密该算法使用相同的密钥进行加密和解密。相反，非对称加密算法使用一个密钥来加密数据，然后使用另一个密钥来解密数据。在非对称加密在系统中，用于加密的密钥称为公钥，可与他人共享。另一方面，用于解密的密钥是私钥，应记性保密。

例如，如果Alice向Bob发送使用对称算法加密的信息，她需要与Bob共享她用于加密的加密钥，这样他就可以解密信息。这意味着，如果恶意犯罪者拦截了密钥，他们可以很容易地访问加密信息。

然而，如果Alice使用非对称加密算法，她将使用Bob公钥加密消息，Bob可以使用其私钥解密消息。因此，非对称加密提供了更高层次的安全性，因为即使有人拦截了他们的消息并获得了Bob公钥，他们也无法解密消息。

密钥长度

对称加密和非对称加密之间的另一个功能差异与密钥的长度有关。密钥的长度以比特为单位，直接关系到每个加密算法提供的安全级别。

在对称加密中，密钥是随机选择的，其长度通常设置为128或256位，具体长度取决于所需的安全级别。然而，在非对称加密中，公钥和私钥在数学上是相关的，这意味着两者之间存在算术联系。攻击者可能会使用这种模式来破解密文，因此非对称密钥需要更长的密钥长度来提供相同级别的安全性。密钥长度的差异如此明显，以至于128位对称密钥和2048位非对称密钥可以提供大致相同的安全级别。

优缺点比较

这两种不同类型的加密算法有不同的优缺点。对称加密算法运行速度快，需要较少的计算资源，但其主要缺点是密钥的分发。由于在加密和解密信息时使用相同的密钥，因此必须将密钥分发给需要访问数据的人，这也带来了安全风险（如前所述）。

相反，非对称加密使用公钥和私钥来解决密钥分发的问题。然而，需要权衡的是，与对称加密相比，非对称加密系统运行缓慢，需要更多的计算资源，因为它们的密钥长度很长。

应用案例

对称加密

对称加密在现代计算机系统中广泛应用于保护信息，因为它的运行速度更快。例如，美国政府使用先进的加密标准（AES）加密、分类和感知信息。AES取代了以前的数据加密标准（DES），后者是在20世纪70年代开发的，一直是对称加密的标准。

非对称加密

非对称加密通常用于大量用户需要同时加密和解密信息或数据的系统，特别是在计算速度和计算资源充足的情况下。该系统的一个常见案例是加密电子邮件，其中公钥可用于加密信息，私钥可用于解密。

混合加密系统

对称和非对称加密将在许多应用程序中一起使用。这种混合系统的典型案例是避孕套连接字层（SSL）传输层安全（TLS）该协议用于在互联网上提供安全通信。SSL协议现在被认为是不安全的，应该停止使用。相比之下，TLS协议目前被认为是安全的，已经被主流Web浏览器广泛使用。

加密货币使用密码学吗？

许多加密货币中使用的加密技术为终端用户提供了更高水平的安全性。例如，当用户为其加密钱包设置密码时，通过密码学访问软件的文件将使用加密算法进行加密。

然而，由于比特币和其他加密货币使用公钥和私钥，区块链系统使用非对称密码算法存在一个常见的误解。如前所述，非对称加密和数字签名是非对称密码（公钥加密）两个主要用例。

因此，并非所有的数字签名系统都使用加密技术，即使它们使用公钥和私钥。事实上，数字签名只能在不加密的情况下进行。 RSA是用来签名加密信息的示例算法，但比特币使用的数字签名算法(ECDSA)根本不使用加密功能。

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