加解密基本模型分析綜述現(xiàn)代密碼學理論主要包括兩種加密體制，一個使用的是對稱密鑰實現(xiàn)加密，一個使用非對稱密鑰實現(xiàn)加密。但是無論密鑰是否對稱，其加密的流程都是一致的。主要加解密流程為：信息發(fā)送者從密鑰源獲取加密密鑰，對需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進行加密，經(jīng)過此過程，明文內(nèi)容信息則會被隱藏，明文被轉(zhuǎn)換成密文并通過一定的傳輸途徑發(fā)送給信息接收者；信息接收者也會從密鑰源獲取解密密鑰，對接收到的數(shù)據(jù)信息進行解密，經(jīng)過此過程密文信息則會被轉(zhuǎn)譯成明文，可以直接得到原始明文信息。如REF_Ref72766027\h圖21密碼加解密模型REF_Ref70632926\r\h[1]所示。圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s11密碼加解密模型對稱密鑰加密體制對稱密鑰加密，從其字面意思可以得出使用的密鑰是對稱的，加解密過程使用的是同一個密鑰，因此數(shù)據(jù)傳輸雙方使用也是同一個密鑰，所以也可以稱為是共享密鑰加密，所以對稱密鑰加密體制也稱為單密鑰密碼體制。對稱密鑰算法是公開的，并且在整個過程中密鑰不會發(fā)生改變，不僅僅具備了加密功能，同時也具有解密功能。對稱加密的方法相對簡單，實際運算速度較快，但是使用過程中密鑰的保密工作相對較難，密鑰的保密性也會隨之下降。REF_Ref72349599\r\h[10]對稱密鑰加密算法中使用次數(shù)最多的算法為DES。REF_Ref72427014\r\h[12]我國密碼算法體系中的ZUC算法、SM1、SM4、SM7均是對稱算法。REF_Ref72766180\h圖22對稱加解密模型REF_Ref70632926\r\h[1]圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s12對稱加解密模型對稱密鑰加密體制根據(jù)是否存在密鑰中心分配密鑰這一條件，分為有中心加密模式、無中心加密模式兩種不同的模式。REF_Ref72427014\r\h[12]有中心加密模式，指的是有且只有一個獨立的密鑰中心，每個用戶都由密鑰中心分配、管理存儲密鑰。密鑰管理中心需要時時注意存儲、對比密鑰與它對應的用戶之間的合法關系，驗證密鑰的合法性，這些功能需求在一定程度上導致密鑰管理中心性能較差，分配、存儲密鑰功能的實現(xiàn)相對來說費時費力，也存在被篡改的風險，所以這種模式實際上并不適用于較大規(guī)模的公共領域。目前，這種模式更多地應用在銀行的磁條卡密碼領域。無中心加密模式，沒有獨立的密鑰分配中心，加密使用的密鑰來源于進行數(shù)據(jù)傳輸雙方的協(xié)商，但是這種協(xié)商得出的共享密鑰并不直接進行加密、解密操作，而是基于共享密鑰從而產(chǎn)生會話密鑰，使用會話密鑰進行加密解密操作。這種無中心模式在實際生活中并不適合大規(guī)模使用，隨著用戶數(shù)量的增長，通信雙方需要進行協(xié)商的次數(shù)就會更多，這在一定程度上增加了系統(tǒng)給工作量，需要進行的共享密鑰存儲工作就越大，降低系統(tǒng)性能。非對稱密鑰加密體制非對稱密鑰加密體制，顧名思義其加解密密鑰不對稱，即密鑰不相同，這一點是非對稱體制和對稱加密體制最基礎的區(qū)別。非對稱密鑰體制的密鑰可以區(qū)分記憶為公鑰和私鑰，公鑰是公開的，通常被用來實現(xiàn)加密過程，與之相對的私鑰確實由用戶私有的，不能進行公開，被用戶使用以實現(xiàn)解密，因此非對稱加密體制有時也會被稱為公鑰密碼體制。由于公鑰密碼體制利用率數(shù)學上的一些理論知識，所以實際使用過程中，很難通過對公鑰的計算推導或者猜測出私鑰。相比于對稱加密，非對稱加密在實際實現(xiàn)過程中，運算速度相對會慢一些，但是由于非對稱體制的特點，其不僅可以實現(xiàn)加密功能，同時也可以用于數(shù)字簽名，這些應用在一定程度上提高了數(shù)據(jù)信息的安全性。REF_Ref72349599\r\h[10]當前使用最廣泛的非對稱密碼算法是RSA算法。從理論角度來看，密鑰越長，其加密效果越好，與之對應的就是加密、解密操作的開銷也會隨之增大。除了典型的RSA非對稱密碼算法之外，還包括ECC（橢圓曲線密碼）、ElGamal、數(shù)論研究單位算等。REF_Ref72687286\r\h[3]在我國密碼算法體系中，SM2、SM9是非對稱算法。REF_Ref72768894\h圖23非對稱加解密模型REF_Ref70632926\r\h[1]圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s13非對稱加解密模型非對稱密鑰算法由于其密鑰不對稱，所以在進行加解密操作時速度較慢，所需時間相對較長，而對稱密鑰加密算法在安全性上又有所欠缺，所以在實際實現(xiàn)過程中，發(fā)開人員通常會選擇將這兩種加密算法結(jié)合使用：利用對稱加密算法對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加解密，使用非對稱算法對對稱密鑰進行加密，最后實現(xiàn)用戶雙方之間的數(shù)據(jù)傳輸。REF_Ref72353024\r\h[11]這種方法在實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)耐瑫r，也在一定程度上簡化了密鑰的存儲，有利于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院蜁r效性。REF_Ref72768930\h表格22公鑰密碼