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前言
本篇文章略微介绍一下前端中常见的加密算法。前端中常见的加密算法主要形式包括——哈希函数对称加密和非对称加密算法。
一、哈希函数 定义哈希也叫散列是指将任意长度的消息映射为固定长度的输出的算法该输出一般叫做散列值或者哈希值也叫做摘要Digest)。简单来说这种映射就是一种数据压缩而且散列是不可逆的也就是无法通过输出还原输入。 特点不可逆性单向性、抗碰撞性消息不同其散列值也不同、长度固定 常见应用场景由于不可逆性常用于密码存储、数字签名、电子邮件验证、验证下载等方面更多的是用用在验证数据的完整性方面。 密码存储明文保存密码是危险的。通常我们把密码哈希加密之后保存这样即使泄漏了密码因为是散列后的值也没有办法推导出密码明文(字典攻击难以破解)。验证的时候只需要对密码(明文)做同样的散列对比散列后的输出和保存的密码散列值就可以验证同一性。可用于验证下载文件的完整性以及防篡改比如网站提供安装包的时候通常也同时提供md5值这样用户下载之后可以重算安装包的md5值如果一致则证明下载到本地的安装包跟网站提供的安装包是一致的网络传输过程中没有出错。 优势不可逆速度快、存储体积小可以帮助保护数据的完整性和减轻篡改风险。 缺点安全性不高、容易受到暴力破解 常见类型SHA-512、SHA-256、MD5MD5生成的散列码是128位等。
MD5Message Digest Algorithm 5 是RSA数据安全公司开发的一种单向散列算法非可逆相同的明文产生相同的密文。SHASecure Hash Algorithm 可以对任意长度的数据运算生成一个固定位数的数值。SHA/MD5对比SHA在安全性方面优于MD5并且可以选择多种不同的密钥长度。 但是由于内存需求更高运行速度可能会更慢。 不过MD5因其速度而得到广泛使用但是由于存在碰撞攻击风险因此不再推荐使用。
二、对称加密
定义指加密和解密使用同一种密钥的算法。 特点优点是速度快通信效率高缺点是安全性相对较低。信息传输使用一对一需要共享相同的密码密码的安全是保证信息安全的基础服务器和N个客户端通信需要维持N个密码记录且不能修改密码。 优势效率高算法简单系统开销小速度快适合大数量级的加解密安全性中等 缺点秘钥管理比较难密钥存在泄漏风险。 常见应用场景适用于需要高速加密/解密的场景例如 HTTP 传输的 SSL/TLS 部分适用于加密大量数据如文件加密、网络通信加密、数据加密、电子邮件、Web 聊天等。 文件加密将文件用相同的密钥加密后传输或存储只有拥有密钥的用户才能解密文件。 数据库加密对数据库中的敏感信息进行加密保护防止未经授权的人员访问。 通信加密将网络数据通过对称加密算法进行加密确保数据传输的机密性比较适合大量短消息的加密和解密。 个人硬盘加密对称加密可以为硬盘加密提供较好的安全性和高处理速度这对个人电脑而言可能是一个不错的选择。 常见类型DES3DESAES 等: DESData Encryption Standard分组式加密算法以64位为分组对数据加密加解密使用同一个算法速度较快适用于加密大量数据的场合。3DESTriple DES三重数据加密算法是基于DES对每个数据块应用三次DES加密算法强度更高。AESAdvanced Encryption Standard高级加密标准算法速度快安全级别高目前已被广泛应用适用于加密大量数据如文件加密、网络通信加密等。
AES与DES区别 AES与DES之间的主要区别在于加密过程。在DES中将明文分为两半然后再进行进一步处理而在AES中整个块不进行除法整个块一起处理以生成密文。相对而言AES比DES快得多与DES相比AES能够在几秒钟内加密大型文件。 DES 优点DES算法具有极高安全性到目前为止除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外还没有发现更有效的办法。缺点分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。 AES 优点运算速度快对内存的需求非常低适合于受限环境。分组长度和密钥长度设计灵活 AES标准支持可变分组长度具有很好的抵抗差分密码分析及线性密码分析的能力。缺点目前尚未存在对AES 算法完整版的成功攻击但已经提出对其简化算法的攻击。
三、非对称加密
-定义指加密和解密使用不同密钥的算法通常情况下使用公共密钥进行加密而私有密钥用于解密数据。公钥和私钥是成对存在公钥是从私钥中提取产生公开给所有人的如果使用公钥对数据进行加密那么只有对应的私钥不能公开才能解密反之亦然。 特点缺点是加密解密速度较慢通信效率较低优点是安全性高需要两个不同密钥信息一对多。因为它使用的是不同的密钥所以需要耗费更多的计算资源。服务器只需要维持一个私钥就可以和多个客户端进行通信但服务器发出的信息能够被所有的客户端解密且该算法的计算复杂加密的速度慢。 优势秘钥容易管理不存在密钥的交换问题安全性好主要用在数字签名更适用于区块链技术的点对点之间交易的安全性与可信性。 缺点加解密的计算量大比对称加密算法计算复杂性能消耗高速度慢适合小数据量或数据签名 常见应用场景在实际应用中非对称加密通常用于需要确保数据完整性和安全性的场合例如数字证书的颁发、SSL/TLS 协议的加密、数字签名、加密小文件、密钥交换、实现安全的远程通信等。 数字签名数字签名是为了保证数据的真实性和完整性通常使用非对称加密实现。发送方使用自己的私钥对数据进行签名接收方使用发送方的公钥对签名进行验证如果验证通过则可以确认数据的来源和完整性。常见的数字签名算法都基于非对称加密如RSA、DSA等。** 身份认证**Web浏览器和服务器使用SSL/TLS技术来进行安全通信其中就使用了非对称加密技术。Web浏览器在与服务器建立连接时会对服务器进行身份验证并请求其证书。服务器将其证书发送给浏览器证书包含服务器的公钥。浏览器使用该公钥来加密随机生成的“对话密钥”然后将其发送回服务器。服务器使用自己的私钥解密此“对话密钥”以确保双方之间的会话是安全的。安全电子邮件非对称加密可用于电子邮件中确保邮件内容只能由预期的收件人看到。发件人使用收件人的公钥对邮件进行加密收件人使用自己的私钥对其进行解密。这确保了只有目标收件人才能读取邮件。 常见类型RSADSADSSECC 等 RSA由 RSA 公司发明是一个支持变长密钥的公共密钥算法需要加密的文件块的长度也是可变的。RSA 是一种非对称加密算法即加密和解密使用一对不同的密钥分别称为公钥和私钥。公钥用于加密数据私钥用于解密数据。RSA 算法的安全性基于大数分解问题密钥长度通常选择 1024 位、2048 位或更长。RSA 算法用于保护数据的机密性、确保数据的完整性和实现数字签名等功能。DSADigital Signature Algorithm 数字签名算法仅能用于签名不能用于加解密。ECCElliptic Curves Cryptography 椭圆曲线密码编码学。DSS数字签名标准可用于签名也可以用于加解密。
总结
前端使用非对称加密原理很简单平时用的比较多的也是非对称加密前后端共用一套加密解密算法前端使用公钥对数据加密后端使用私钥将数据解密为明文。中间攻击人拿到密文如果没有私钥的话是没办法破解的。 给大家推荐一个实用面试题库
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