概述

对称加密算法

非对称加密算法

散列算法

详述

对称加密算法

  • DES 应该是最早的现代密码学算法之一。它由美国政府提出，密钥长度为 56 位。目前，它暴力破解 56 位密码的时间，已经能控制在 24 小时内了。
    DES 实际上是一个过时的密码学算法，目前已经不推荐使用了。关于 DES，还有一点特别有意思。DES 包含一个关键模块：S 盒，其设计的原理一直没有公开。因此，很多人都相信，这个 S 盒中存在后门，只要美国政府需要，就能够解密任何 DES 密文。

  • 第二种对称加密算法是 IDEA（国际数据加密算法，International Data Encryption Algorithm）。
    IDEA 由瑞士研究人员设计，密钥长度为 128 位。对比于其他的密码学算法，IDEA 的优势在于没有专利的限制。相比于 DES 和 AES 的使用受到美国政府的控制，IDEA 的设计人员并没有对其设置太多的限制，这让 IDEA 在全世界范围内得到了广泛地使用和研究。

  • 第三种需要了解的对称加密算法是 AES（高级加密标准，Advanced Encryption Standard）。
    在 DES 被破解后，美国政府推出了 AES 算法，提供了 128 位、192 位和 256 位三种密钥长度。通常情况下，我们会使用 128 位的密钥，来获得足够的加密强度，同时保证性能不受影响。目前，AES 是国际上最认可的密码学算法。在算力没有突破性进展的前提下，AES 在可预期的未来都是安全的。

  • 最后一种是国密 SM1（SM1 Cryptographic Algorithm）和 SM4（SM4 Cryptographic Algorithm）。
    我们知道，密码学作为安全的基础学科，如果全部依靠国外的技术，对于国家安全可能产生不利影响。因此，中国政府提出了一系列加密算法。其中，国密算法 SM1 和 SM4 都属于对称加密的范畴。SM1 算法不公开，属于国家机密，只能通过相关安全产品进行使用。而 SM4 属于国家标准，算法公开，可自行实现使用。国密算法的优点显而易见：受到国家的支持和认可。

非对称加密

  • RSA 的数学难题是：两个大质数 p、q 相乘的结果 n 很容易计算，但是根据 n 去做质因数分解得到 p、q，则需要很大的计算量。RSA 是比较经典的非对称加密算法，它的主要优势就是性能比较快，但想获得较高的加密强度，需要使用很长的密钥。
    我们再来看第二种 ECC（椭圆加密算法，Elliptic Curve Cryptography）。
  • ECC 是基于椭圆曲线的一个数学难题设计的。目前学术界普遍认为，椭圆曲线的难度高于大质数难题，160 位密钥的 ECC 加密强度，相当于 1088 位密钥的 RSA。因此，ECC 是目前国际上加密强度最高的非对称加密算法。
  • 最后一种是国密 SM2（SM2 Cryptographic Algorithm）。
    国密算法 SM2 也是基于椭圆曲线问题设计的，属于国家标准，算法公开，加密强度和国际标准的 ECC 相当。而国密的优势在于国家的支持和认可。

散列算法

  • MD5 可以用来生成一个 128 位的消息摘要，它是目前应用比较普遍的散列算法，具体的应用场景你可以自行参阅。虽然，因为算法的缺陷，它的唯一性已经被破解了，但是大部分场景下，这并不会构成安全问题。但是，如果不是长度受限（32 个字符），我还是不推荐你继续使用 MD5 的。
    第 2 种是 SHA（安全散列算法，Secure Hash Algorithm）。
  • SHA 是美国开发的政府标准散列算法，分为 SHA-1 和 SHA-2 两个版本，SHA-2 细分的版本我们就不介绍了。和 MD5 相同，虽然 SHA 的唯一性也被破解了，但是这也不会构成大的安全问题。目前，SHA-256 普遍被认为是相对安全的散列算法，也是我最推荐你使用的散列算法。
  • 第 3 种是国密 SM3（SM3 Cryptographic Algorithm）。
    国密算法 SM3 是一种散列算法。其属于国家标准，算法公开，加密强度和国际标准的 SHA-256 相当。和国密 SM2 一样，它的优势也在于国家的支持和认可。