加密与解密算法概念

 为了保护您的数据在传递过程中不被别人窃听或修改，您必须对数据进行加密（加密后的数据称为密文），即使别人窃取了您的数据（密文），由于没有密钥而无法将之还原成明文（未经加密数据），从而保证了数据的安全性，接收方因有正确的密钥，因此可以将密文还原成正确的明文。

一、常规密钥密码体制
    所谓常规密钥密码体制，即加密密钥与解密密钥是相同的。

    在早期的常规密钥密码体制中，典型的有代替密码，其原理可以用一个例子来说明。

    例如，将字母a，b，c，d，…，w，x，y，z的自然顺序保持不变，但使之与D，E，F，G，…，Z，A，B，C分别对应（即相差3个字符）。若明文为student则对应的密文为VWXGHQW（此时密钥为3）。

    由于英文字母中各字母出现的频度早已有人进行过统计，所以根据字母频度表可以很容易对这种代替密码进行破译。

二、数据加密标准DES
    DES算法原是IBM公司为保护产品的机密于1971年至1972年研制成功的，后被美国国家标准局和国家安全局选为数据加密标准，并于1977年颁布使用。ISO也已将DES作为数据加密标准。
    DES对64位二进制数据加密，产生64位密文数据。使用的密钥为64位，实际密钥长度为56位（有8位用于奇偶校验）。解密时的过程和加密时相似，但密钥的顺序正好相反。
    DES的保密性仅取决于对密钥的保密，而算法是公开的。DES内部的复杂结构是至今没有找到捷径破译方法的根本原因。现在DES可由软件和硬件实现。美国AT＆T首先用LSI芯片实现了DES的全部工作模式，该产品称为数据加密处理机DEP。
三、公开密钥密码体制
    公开密钥（publickey）密码体制出现于1976年。它最主要的特点就是加密和解密使用不同的密钥，每个用户保存着一对密钥──公开密钥PK和秘密密钥SK，因此，这种体制又称为双钥或非对称密钥密码体制。
    在这种体制中，PK是公开信息，用作加密密钥，而SK需要由用户自己保密，用作解密密钥。加密算法E和解密算法D也都是公开的。虽然SK与PK是成对出现，但却不能根据PK计算出SK。公开密钥算法的特点如下：
用加密密钥PK对明文X加密后，再用解密密钥SK解密，即可恢复出明文，或写为：
DSK(EPK(X))=X
加密密钥不能用来解密，即
DPK(EPK(X))≠X
在计算机上可以容易地产生成对的PK和SK。
从已知的PK实际上不可能推导出SK。

加密和解密的运算可以对调，即：
EPK(DSK(X))=X
    在公开密钥密码体制中，最有名的一种是RSA体制。它已被ISO/TC97的数据加密技术分委员会SC20推荐为公开密钥数据加密标准。
[RSA加密算法的原理]
用户选择2个足够大的秘密的素数p和q（一般为100位以上的十进制数）。
令n=pq，n是公开的。实际上，从n分解出因子p和q是极其困难的。n的欧拉函数Φ(n)=(p－1)(q－1)，Φ(n)即小于等于n并与n互素的数的个数。
选择一个相对较大的整数e作为加密指数，使e与Φ(n)互素。
解同余方程
ed=1modΦ(n)
求出解密指数d。
若用整数X、Y分别表示明文、密文，则以下2式可用于加密和解密（X、Y均小于N）：
加密：Y=Xemodn
解密：X=Ydmodn
每个用户都有一组密钥（e，d、n）。对这种体制，只有（e，n）是出现在公开手册上的（即PK）。d则是需要用户保密的（即SK）。
要求明文X----RSA体制的保密性在于对大数的因数分解很花时间。当n足够大时，在目前条件下，对n进行因数分解实际上是无法实现的。