加密算法(DES,AES,RSA,MD5,SHA1,Base64)比较和项目应用 - sochishun - 博客园
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加密技术通常分为两大类:"对称式"和"非对称式"。
对称性加密算法：对称式加密就是加密和解密使用同一个密钥。信息接收双方都需事先知道密匙和加解密算法且其密匙是相同的，之后便是对数据进行加解密了。对称加密算法用来对敏感数据等信息进行加密。
非对称算法：非对称式加密就是加密和解密所使用的不是同一个密钥，通常有两个密钥，称为"公钥"和"私钥"，它们两个必需配对使用，否则不能打开加密文件。发送双方A,B事先均生成一堆密匙，然后A将自己的公有密匙发送给B，B将自己的公有密匙发送给A，如果A要给B发送消 息，则先需要用B的公有密匙进行消息加密，然后发送给B端，此时B端再用自己的私有密匙进行消息解密，B向A发送消息时为同样的道理。
散列算法：散列算法，又称哈希函数，是一种单向加密算法。在信息安全技术中，经常需要验证消息的完整性，散列(Hash)函数提供了这一服务，它对不同长度的输入消息，产生固定长度的输出。这个固定长度的输出称为原输入消息的"散列"或"消息摘要"(Message digest)。散列算法不算加密算法，因为其结果是不可逆的，既然是不可逆的，那么当然不是用来加密的，而是签名。
对称性加密算法有：AES、DES、3DES
用途：对称加密算法用来对敏感数据等信息进行加密
DES（Data Encryption Standard）：数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合。
3DES（Triple DES）：是基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高。
AES（Advanced Encryption Standard）：高级加密标准，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高；AES是一个使用128为分组块的分组加密算法，分组块和128、192或256位的密钥一起作为输入，对4×4的字节数组上进行操作。众所周之AES是种十分高效的算法，尤其在8位架构中，这源于它面向字节的设计。AES 适用于8位的小型单片机或者普通的32位微处理器,并且适合用专门的硬件实现，硬件实现能够使其吞吐量（每秒可以到达的加密/解密bit数）达到十亿量级。同样，其也适用于RFID系统。
非对称性算法有：RSA、DSA、ECC
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在国外早已进入实用阶段，已研制出多种高速的RSA的专用芯片。
DSA（Digital Signature Algorithm）：数字签名算法，是一种标准的 DSS（数字签名标准），严格来说不算加密算法。
ECC（Elliptic Curves Cryptography）：椭圆曲线密码编码学。ECC和RSA相比，具有多方面的绝对优势，主要有：抗攻击性强。相同的密钥长度，其抗攻击性要强很多倍。计算量小，处理速度快。ECC总的速度比RSA、DSA要快得多。存储空间占用小。ECC的密钥尺寸和系统参数与RSA、DSA相比要小得多，意味着它所占的存贮空间要小得多。这对于加密算法在IC卡上的应用具有特别重要的意义。带宽要求低。当对长消息进行加解密时，三类密码系统有相同的带宽要求，但应用于短消息时ECC带宽要求却低得多。带宽要求低使ECC在无线网络领域具有广泛的应用前景。
散列算法（签名算法）有：MD5、SHA1、HMAC
用途：主要用于验证，防止信息被修。具体用途如：文件校验、数字签名、鉴权协议
MD5：MD5是一种不可逆的加密算法，目前是最牢靠的加密算法之一，尚没有能够逆运算的程序被开发出来，它对应任何字符串都可以加密成一段唯一的固定长度的代码。
SHA1：是由NISTNSA设计为同DSA一起使用的，它对长度小于264的输入，产生长度为160bit的散列值，因此抗穷举(brute-force)性更好。SHA-1设计时基于和MD4相同原理,并且模仿了该算法。SHA-1是由美国标准技术局（NIST）颁布的国家标准，是一种应用最为广泛的Hash函数算法，也是目前最先进的加密技术，被政府部门和私营业主用来处理敏感的信息。而SHA-1基于MD5，MD5又基于MD4。
HMAC：是密钥相关的哈希运算消息认证码（Hash-based Message Authentication Code）,HMAC运算利用哈希算法，以一个密钥和一个消息为输入，生成一个消息摘要作为输出。也就是说HMAC是需要一个密钥的。所以，HMAC_SHA1也是需要一个密钥的，而SHA1不需要。
其他常用算法：
Base64：其实不是安全领域下的加密解密算法，只能算是一个编码算法，通常用于把二进制数据编码为可写的字符形式的数据，对数据内容进行编码来适合传输(可以对img图像编码用于传输)。这是一种可逆的编码方式。编码后的数据是一个字符串，其中包含的字符为：A-Z、a-z、0-9、+、/，共64个字符(26 + 26 + 10 + 1 + 1 = 64，其实是65个字符，“=”是填充字符。Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节(3*8 = 4*6 = 24)，然后把6Bit再添两位高位0，组成四个8Bit的字节，也就是说，转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。原文的字节最后不够3个的地方用0来补足，转换时Base64编码用=号来代替。这就是为什么有些Base64编码会以一个或两个等号结束的原因，中间是不可能出现等号的，但等号最多只有两个。其实不用"="也不耽误解码，之所以用"="，可能是考虑到多段编码后的Base64字符串拼起来也不会引起混淆。)
Base64编码是从二进制到字符的过程，像一些中文字符用不同的编码转为二进制时，产生的二进制是不一样的，所以最终产生的Base64字符也不一样。例如"上网"对应utf-8格式的Base64编码是"5LiK572R"， 对应GB2312格式的Base64编码是"yc/N+A=="。
标准的Base64并不适合直接放在URL里传输，因为URL编码器会把标准Base64中的“/”和“+”字符变为形如“%XX”的形式，而这些“%”号在存入数据库时还需要再进行转换，因为ANSI SQL中已将“%”号用作通配符。
为解决此问题，可采用一种用于URL的改进Base64编码，它不在末尾填充'='号，并将标准Base64中的“+”和“/”分别改成了“-”和“_”，这样就免去了在URL编解码和数据库存储时所要作的转换，避免了编码信息长度在此过程中的增加，并统一了数据库、表单等处对象标识符的格式。
另有一种用于正则表达式的改进Base64变种，它将“+”和“/”改成了“!”和“-”，因为“+”，“*”以及前面在IRCu中用到的“[”和“]”在正则表达式中都可能具有特殊含义。
此外还有一些变种，它们将“+/”改为“_-”或“._”（用作编程语言中的标识符名称）或“.-”（用于XML中的Nmtoken）甚至“_:”（用于XML中的Name）。
HTTPS（全称：Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL(SSL使用40 位关键字作为RC4流加密算法，这对于商业信息的加密是合适的。)，因此加密的详细内容就需要SSL。https:URL表明它使用了HTTP，但HTTPS存在不同于HTTP的默认端口及一个加密/身份验证层（在HTTP与TCP之间），提供了身份验证与加密通讯方法，现在它被广泛用于万维网上安全敏感的通讯，例如交易支付方面。它的主要作用可以分为两种：一种是建立一个信息安全通道，来保证数据传输的安全；另一种就是确认网站的真实性。
项目应用总结：
1. 加密算法是可逆的，用来对敏感数据进行保护。散列算法(签名算法、哈希算法)是不可逆的，主要用于身份验证。
2. 对称加密算法使用同一个密匙加密和解密，速度快，适合给大量数据加密。对称加密客户端和服务端使用同一个密匙，存在被抓包破解的风险。
3. 非对称加密算法使用公钥加密，私钥解密，私钥签名，公钥验签。安全性比对称加密高，但速度较慢。非对称加密使用两个密匙，服务端和客户端密匙不一样，私钥放在服务端，黑客一般是拿不到的，安全性高。
4. Base64不是安全领域下的加解密算法，只是一个编码算法，通常用于把二进制数据编码为可写的字符形式的数据，特别适合在http，mime协议下的网络快速传输数据。UTF-8和GBK中文的Base64编码结果是不同的。采用Base64编码不仅比较简短，同时也具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到，但这种方式很初级，很简单。Base64可以对图片文件进行编码传输。
5. https协议广泛用于万维网上安全敏感的通讯，例如交易支付方面。它的主要作用可以分为两种：一种是建立一个信息安全通道，来保证数据传输的安全；另一种就是确认网站的真实性。
6. 大量数据加密建议采用对称加密算法，提高加解密速度；小量的机密数据，可以采用非对称加密算法。在实际的操作过程中，我们通常采用的方式是：采用非对称加密算法管理对称算法的密钥，然后用对称加密算法加密数据，这样我们就集成了两类加密算法的优点，既实现了加密速度快的优点，又实现了安全方便管理密钥的优点。
7. MD5标准密钥长度128位（128位是指二进制位。二进制太长，所以一般都改写成16进制，每一位16进制数可以代替4位二进制数，所以128位二进制数写成16进制就变成了128/4=32位。16位加密就是从32位MD5散列中把中间16位提取出来）；sha1标准密钥长度160位(比MD5摘要长32位)，Base64转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。
参考文章：
http://www.cnblogs.com/mddblog/p/5380556.html
http://blog.csdn.net/xuefeng0707/article/details/19845111
http://blog.csdn.net/benbenxiongyuan/article/details/7756912
https://zh.wikipedia.org/wiki/Base64
http://www.cnblogs.com/hongru/archive/2012/01/14/2321397.html
http://www.cnblogs.com/chengxiaohui/articles/3951129.html
http://www.cnblogs.com/fireway/p/5860622.html
http://www.cnblogs.com/JCSU/articles/2803598.html
https://baike.so.com/doc/5404553-5642272.html
http://www.cnblogs.com/yangywyangyw/archive/2012/07/31/2620861.html
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各种加密算法比较 - 落叶的瞬间; - 博客园
https://www.cnblogs.com/sunxuchu/p/5483956.html
各种加密算法比较
算法选择：对称加密AES，非对称加密: ECC，消息摘要: MD5，数字签名:DSA
对称加密算法(加解密密钥相同)
| 名称 |
密钥长度 |
运算速度 |
安全性 |
资源消耗 |
| DES |
56位 |
较快 |
低 |
中 |
| 3DES |
112位或168位 |
慢 |
中 |
高 |
| AES |
128、192、256位 |
快 |
高 |
低 |
非对称算法(加密密钥和解密密钥不同)
| 名称 |
成熟度 |
安全性(取决于密钥长度) |
运算速度 |
资源消耗 |
| RSA |
高 |
高 |
慢 |
高 |
| DSA |
高 |
高 |
慢 |
只能用于数字签名 |
| ECC |
低 |
高 |
快 |
低(计算量小,存储空间占用小,带宽要求低) |
散列算法比较
| 名称 |
安全性 |
速度 |
| SHA-1 |
高 |
慢 |
| MD5 |
中 |
快 |
对称与非对称算法比较
| 名称 |
密钥管理 |
安全性 |
速度 |
| 对称算法 |
比较难,不适合互联网,一般用于内部系统 |
中 |
快好几个数量级(软件加解密速度至少快100倍,每秒可以加解密数M比特数据),适合大数据量的加解密处理 |
| 非对称算法 |
密钥容易管理 |
高 |
慢,适合小数据量加解密或数据签名 |
算法选择(从性能和安全性综合)
对称加密: AES(128位),
非对称加密: ECC(160位)或RSA(1024),
消息摘要: MD5
数字签名:DSA
轻量级：TEA、RC系列（RC4），Blowfish （不常换密钥）
速度排名（个人估测，未验证）：IDEA <DES <GASTI28<GOST<AES<RC4<TEA<Blowfish
简单的加密设计： 用密钥对原文做 异或，置换，代换，移位
| 名称 |
数据大小(MB) |
时间(s) |
平均速度MB/S |
评价 |
| DES |
256 |
10.5 |
22.5 |
低 |
| 3DES |
256 |
12 |
12 |
低 |
| AES(256-bit) |
256 |
5 |
51.2 |
中 |
| Blowfish |
256 |
3.7 |
64 |
高 |
| 表5-3 单钥密码算法性能比较表 |
| 名称 |
实现方式 |
运算速度 |
安 全 性 |
改进措施 |
应用场合 |
| DES |
40-56bit 密钥 |
一般 |
完全依赖密钥，易受穷举搜索法攻击 |
双重、三重DES，AES |
适用于硬件实现 |
| IDEA |
128bit密钥 8轮迭代 |
较慢 |
军事级，可抗差值分析和相关分析 |
加长字长为32bit、密钥为256bit，采用232 模加、232+1模乘 |
适用于ASIC设计 |
| GOST |
256bit密钥 32轮迭代 |
较快 |
军事级 |
加大迭代轮数 |
S盒可随机秘 密选择，便于软件实现 |
| Blowfish |
256-448bit 密钥、16轮迭代 |
最快 |
军事级、可通过改变密钥长度调整安全性 |
|
适合固定密钥场合，不适合常换密钥和智能卡 |
| RC4 |
密钥长度可变 |
快DESl0倍 |
对差分攻击和线性攻击具有免疫能力，高度非线性 |
密钥长度放宽到64bit |
算法简单，易于编程实现 |
| RC5 |
密钥长度和迭代轮数均可变 |
速度可根据 三个参数的 值进行选择 |
六轮以上时即可抗线性攻击、通过调整字长、密钥长度和迭代轮数可以在安全性和速度上取得折中 |
引入数据相倚转 |
适用于不同字长的微处理器 |
| CASTl28 |
密钥长度可变、16轮迭代 |
较快 |
可抵抗线性和差分攻击 |
增加密钥长度、形成CAST256 |
适用于PC机和 UNIX工作站 |
|
常见加密算法
1、DES（Data Encryption Standard）：对称算法，数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合；
2、3DES（Triple DES）：是基于DES的对称算法，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高；
3、RC2和RC4：对称算法，用变长密钥对大量数据进行加密，比 DES 快；
4、IDEA（International Data Encryption Algorithm）国际数据加密算法，使用 128 位密钥提供非常强的安全性；
5、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，非对称算法；
6、DSA（Digital Signature Algorithm）：数字签名算法，是一种标准的 DSS（数字签名标准），严格来说不算加密算法；
7、AES（Advanced Encryption Standard）：高级加密标准，对称算法，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高，在21世纪AES 标准的一个实现是 Rijndael 算法；
8、BLOWFISH，它使用变长的密钥，长度可达448位，运行速度很快；
9、MD5：严格来说不算加密算法，只能说是摘要算法；
10、PKCS:The Public-Key Cryptography Standards (PKCS)是由美国RSA数据安全公司及其合作伙伴制定的一组公钥密码学标准，其中包括证书申请、证书更新、证书作废表发布、扩展证书内容以及数字签名、数字信封的格式等方面的一系列相关协议。
11、SSF33，SSF28，SCB2(SM1)：国家密码局的隐蔽不公开的商用算法，在国内民用和商用的，除这些都不容许使用外，其他的都可以使用；
12、ECC（Elliptic Curves Cryptography）：椭圆曲线密码编码学。
13、TEA(Tiny Encryption Algorithm)简单高效的加密算法，加密解密速度快，实现简单。但安全性不如DES，QQ一直用tea加密
