加密與解密概述

加密與解密屬于數(shù)據(jù)安全的范疇。在消息傳輸時，通過對消息進行特殊編碼（加密），建立一種安全的交流方式，使得只有發(fā)送者所期望的接收者能夠理解（解密）。這里我們定義一個場景：發(fā)送方，接收方，第三方，發(fā)送方要將信息發(fā)送給接收方，二第三方想要截取并篡改消息，然后在轉(zhuǎn)發(fā)給接收方。要稱得上是安全的交流方式，需要滿足下面的3個條件：

1. 完整性，消息的接收方可以確定消息在傳輸過程中沒有被篡改過，即消息是完好無損。
2. 保密性，第三方無法解密發(fā)送的消息（第三方可以獲取傳輸?shù)南ⅲ?/li>
3. 可認(rèn)證性，即接收方可以知道消息是由誰發(fā)送的。

下面將列出幾種常用的技術(shù)，看看是否符合上面的3個條件。

散列運算

散列（英語：Hashing）是電腦科學(xué)中一種對資料的處理方法，通過某種特定的函數(shù)/算法（稱為散列函數(shù)/算法）將要檢索的項與用來檢索的索引（稱為散列，或者散列值）關(guān)聯(lián)起來，生成一種便于搜索的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（稱為散列表）。也譯為散列。舊譯哈希（誤以為是人名而采用了音譯）。它也常用作一種資訊安全的實作方法，由一串資料中經(jīng)過散列算法（Hashing algorithms）計算出來的資料指紋（data fingerPRint），經(jīng)常用來識別檔案與資料是否有被竄改，以保證檔案與資料確實是由原創(chuàng)者所提供。如今，散列算法也被用來加密存在數(shù)據(jù)庫中的密碼（passWord）字串，由于散列算法所計算出來的散列值（Hash Value）具有不可逆（無法逆向演算回原本的數(shù)值）的性質(zhì)，因此可有效的保護密碼，我公司內(nèi)的Web管理系統(tǒng)存儲的密碼字符串就是散列運算的摘要，確實很實用。

散列運算具有以下3個特點：

1. 散列運算是不可逆的（加密是單向的）。
2. 任何兩個不相同文件的摘要是不同的。
3. 不論原始消息大小如何，同一種散列算法得到的摘要的長度是固定的。

常見的散列運算如下圖所示：

由此可見散列算法只能滿足完整性的條件。

對稱加密

對稱密鑰加密（英語：Symmetric-key algorithm）又稱為對稱加密、私鑰加密、共享密鑰加密，是密碼學(xué)中的一類加密算法。這類算法在加密和解密時使用相同的密鑰，或是使用兩個可以簡單地相互推算的密鑰。實務(wù)上，這組密鑰成為在兩個或多個成員間的共同秘密，以便維持專屬的通訊聯(lián)系。與公開密鑰加密相比，要求雙方取得相同的密鑰是對稱密鑰加密的主要缺點之一。

常見的對稱加密算法有DES、3DES、AES、Blowfish、IDEA、RC5、RC6。

對稱加密流程如下：

1. 發(fā)送方和接收方吃有相同的密鑰并嚴(yán)格保密。
2. 發(fā)送方使用密鑰對消息進行加密，然后發(fā)送消息。
3. 接收方接收到消息使用同樣能夠的密鑰進行解密。
4. 在這一過程中第三方截取到消息，但得到的只是一堆亂碼。

由此可見，對稱加密可以解決保密的問題，但是要確保第三方?jīng)]有非法獲取到密鑰。

非對稱加密

非對稱加密（asymmetric cryptography）,又稱為公開密鑰加密（英語：public-key cryptography），在這種密碼學(xué)方法中，需要一對密鑰，一是個私人密鑰，另一個則是公開密鑰。這兩個密鑰是數(shù)學(xué)相關(guān)，用某用戶密鑰加密后所得的信息，只能用該用戶的解密密鑰才能解密。如果知道了其中一個，并不能計算出另外一個。因此如果公開了一對密鑰中的一個，并不會危害到另外一個的秘密性質(zhì)。稱公開的密鑰為公鑰；不公開的密鑰為私鑰。如果加密密鑰是公開的，這用于客戶給私鑰所有者上傳加密的數(shù)據(jù)，這被稱作為公開密鑰加密(狹義)。例如，網(wǎng)絡(luò)銀行的客戶發(fā)給銀行網(wǎng)站的賬戶操作的加密數(shù)據(jù)。

如果解密密鑰是公開的，用私鑰加密的信息，可以用公鑰對其解密，用于客戶驗證持有私鑰一方發(fā)布的數(shù)據(jù)或文件是完整準(zhǔn)確的，接收者由此可知這條信息確實來自于擁有私鑰的某人，這被稱作數(shù)字簽名，公鑰的形式就是數(shù)字證書。例如，從網(wǎng)上下載的安裝程序，一般都帶有程序制作者的數(shù)字簽名，可以證明該程序的確是該作者（公司）發(fā)布的而不是第三方偽造的且未被篡改過（身份認(rèn)證/驗證）。

常見的公鑰加密算法有: RSA、ElGamal、背包算法、Rabin（RSA的特例）、迪菲－赫爾曼密鑰交換協(xié)議中的公鑰加密算法、橢圓曲線加密算法（英語：Elliptic Curve Cryptography, ECC）。使用最廣泛的是RSA算法（由發(fā)明者Rivest、Shmir和Adleman姓氏首字母縮寫而來）是著名的公開金鑰加密算法，ElGamal是另一種常用的非對稱加密算法。

現(xiàn)在假設(shè)這種加密方式只使用一組密鑰對，根據(jù)使用發(fā)送方還是接收方的密鑰對又可分為加密模式和認(rèn)證模式。

加密模式下，由消息的接收方發(fā)布公鑰，持有私鑰。基本步驟如下所示：

1. 接收方公布自己的公鑰，任何人都可以獲得。
2. 發(fā)送方使用上述公鑰對消息進行加密，然后發(fā)送。
3. 接收方使用自己的私鑰對消息進行解密。

可以看出非對稱加密的加密模式可以解決保密性問題。

認(rèn)證模式下，由消息的發(fā)送方發(fā)布公鑰，持有私鑰。基本步驟如下所示：

1. 發(fā)送方公布自己的公鑰，任何人都可以獲得。
2. 發(fā)送方使用自己的私鑰對消息進行加密，然后發(fā)送。
3. 接收方使用發(fā)送方的私鑰對消息進行解密。

可以看出非對稱加密的加密模式可以解決認(rèn)證性問題。

得出結(jié)論

上面的技術(shù)單一使用無法全部滿足完整、保密和認(rèn)證的3個條件，但是通過組合使用的方式就可以達到目的了。比如說數(shù)字簽名就是在上面的認(rèn)證模式加上了散列運算。

加密解密類（蘇飛論壇所有）

/// <summary>/// 類說明：Assistant/// 編 碼 人：蘇飛/// 聯(lián)系方式：361983679  /// 更新網(wǎng)站：http://www.sufeinet.com/thread-655-1-1.html/// </summary>using System;using System.Text;using System.Security.Cryptography;using System.IO;using System.Text.RegularExpressions;using System.Collections;namespace DotNet.Utilities{    /// <summary>    /// MySecurity(安全類) 的摘要說明。    /// </summary>    public class MySecurity    {        /// <summary>        /// 初始化安全類        /// </summary>        public MySecurity()        {            ///默認(rèn)密碼            key = "0123456789";        }        private string key; //默認(rèn)密鑰        private byte[] sKey;        private byte[] sIV;        #region 加密字符串        /// <summary>        /// 加密字符串        /// </summary>        /// <param name="inputStr">輸入字符串</param>        /// <param name="keyStr">密碼，可以為“”</param>        /// <returns>輸出加密后字符串</returns>        static public string SEncryptString(string inputStr, string keyStr)        {            MySecurity ws = new MySecurity();            return ws.EncryptString(inputStr, keyStr);        }        /// <summary>        /// 加密字符串        /// </summary>        /// <param name="inputStr">輸入字符串</param>        /// <param name="keyStr">密碼，可以為“”</param>        /// <returns>輸出加密后字符串</returns>        public string EncryptString(string inputStr, string keyStr)        {            DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider();            if (keyStr == "")                keyStr = key;            byte[] inputByteArray = Encoding.Default.GetBytes(inputStr);            byte[] keyByteArray = Encoding.Default.GetBytes(keyStr);            SHA1 ha = new SHA1Managed();            byte[] hb = ha.ComputeHash(keyByteArray);            sKey = new byte[8];            sIV = new byte[8];            for (int i = 0; i < 8; i++)                sKey[i] = hb[i];            for (int i = 8; i < 16; i++)                sIV[i - 8] = hb[i];            des.Key = sKey;            des.IV = sIV;            MemoryStream ms = new MemoryStream();            CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, des.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write);            cs.Write(inputByteArray, 0, inputByteArray.Length);            cs.FlushFinalBlock();            StringBuilder ret = new StringBuilder();            foreach (byte b in ms.ToArray())            {                ret.AppendFormat("{0:X2}", b);            }            cs.Close();            ms.Close();            return ret.ToString();        }        #endregion        #region 加密字符串 密鑰為系統(tǒng)默認(rèn) 0123456789        /// <summary>        /// 加密字符串 密鑰為系統(tǒng)默認(rèn)        /// </summary>        /// <param name="inputStr">輸入字符串</param>        /// <returns>輸出加密后字符串</returns>        static public string SEncryptString(string inputStr)        {            MySecurity ws = new MySecurity();            return ws.EncryptString(inputStr, "");        }        #endregion        #region 加密文件        /// <summary>        /// 加密文件        /// </summary>        /// <param name="filePath">輸入文件路徑</param>        /// <param name="savePath">加密后輸出文件路徑</param>        /// <param name="keyStr">密碼，可以為“”</param>        /// <returns></returns>          public bool EncryptFile(string filePath, string savePath, string keyStr)        {            DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider();            if (keyStr == "")                keyStr = key;            FileStream fs = File.OpenRead(filePath);            byte[] inputByteArray = new byte[fs.Length];            fs.Read(inputByteArray, 0, (int)fs.Length);            fs.Close();            byte[] keyByteArray = Encoding.Default.GetBytes(keyStr);            SHA1 ha = new SHA1Managed();            byte[] hb = ha.ComputeHash(keyByteArray);            sKey = new byte[8];            sIV = new byte[8];            for (int i = 0; i < 8; i++)                sKey[i] = hb[i];            for (int i = 8; i < 16; i++)                sIV[i - 8] = hb[i];            des.Key = sKey;            des.IV = sIV;            MemoryStream ms = new MemoryStream();            CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, des.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write);            cs.Write(inputByteArray, 0, inputByteArray.Length);            cs.FlushFinalBlock();            fs = File.OpenWrite(savePath);            foreach (byte b in ms.ToArray())            {                fs.WriteByte(b);            }            fs.Close();            cs.Close();            ms.Close();            return true;        }        #endregion        #region 解密字符串        /// <summary>        /// 解密字符串        /// </summary>        /// <param name="inputStr">要解密的字符串</param>        /// <param name="keyStr">密鑰</param>        /// <returns>解密后的結(jié)果</returns>        static public string SDecryptString(string inputStr, string keyStr)        {            MySecurity ws = new MySecurity();            return ws.DecryptString(inputStr, keyStr);        }        /// <summary>        ///  解密字符串 密鑰為系統(tǒng)默認(rèn)        /// </summary>        /// &l