对称加密是密码学中的一类加密算法。这类算法在加密和解密时使用相同的密钥,或是使用两个可以简单地相互推算的密钥。因此,对称加密也称之为对称密码、传统密码算法,即在加密和解密时使用同一密钥的加密方式。

另外,对称加密也可以这样理解:采用单钥密码系统的加密方法,同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密,这种加密方法称为对称加密,也称为单密钥加密。

对称加密算法有啥(对称加密有哪些优缺点)(1)

事实上,对称加密使用的密钥会成为在两个或多个成员间的共同秘密,以便维持专属的通信联系。与公开密钥加密相比,要求双方获取相同的密钥是对称密钥加密的主要缺点之一。据查阅了解,对称加密算法中常用的算法有:DES、3DES、TDEA、Blowfish、RC2、RC4、RC5、IDEA、SKIPJACK等。

现代的密码都是建立在计算机的基础之上的,这是因为现代的密码所处理的数据量非常大,而且密码算法也非常复杂,不借助计算机的力量就无法完成加密和解密的操作。因此,对称加密通常在消息发送方需要加密大量数据时使用,因为对称加密算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。

对称加密算法有啥(对称加密有哪些优缺点)(2)

但是,对称加密算法也有着明显的缺点:在数据传送前,发送方和接收方必须商定好秘钥,然后双方都要保存好秘钥;其次,如果一方的秘钥被泄露,那么加密信息也就不安全了。另外,每对用户每次使用对称加密算法时,都需要使用其他人不知道的独一秘钥,这会使得收、发双方所拥有的钥匙数量巨大,密钥管理成为双方的负担。

例如,在电影《模仿游戏》中,一群数学家聚集在一起破解德军密码,但由于德军密码多,周围噪音多,找到有用信息会花费太长时间,依靠人工破解密码工作效率极低。所以主人公图灵一开始就奔着制作一台机器而去,让这台机器自动的运行破解当天的密码。

对称加密算法有啥(对称加密有哪些优缺点)(3)

《模仿游戏》剧照

破解德军的“谜”式密码的关键因素就在于找到关键词,找到这样一个关键词以后再去破解密码就会得心应手。德军每天都需要传递大量加密情报,这其中包括不少重复的信息,如德军在一些密文中,经常写完正文,结尾都来一句“希特勒万岁”(Heil Hitler)。

就如同现在很多电子邮件结尾都有什么“顺祝商祺”之类的固定话语。虽然每天加密后内容都会变化,但被图灵他们大概猜到了什么意思,以此来进行密文和密钥的反推。就这样被图灵等人找到破解的关键。因为密码学中最忌讳的就是明显地“重复”。图灵他们找到大量的固定话语,以此开始利用机器破解。最终他们解开了德军的“谜”式密码。

对称加密算法有啥(对称加密有哪些优缺点)(4)

《模仿游戏》剧照

对称算法是对称密钥加密的核心加密功能。它们是计算机遵循以执行与加密和解密数据相关的特定任务的一组指令或步骤,主要使用对称加密算法来做这两件事:一是加密,将可读文本(明文)转换为不可读的加密文本(密文);二是解密,将密文转换回明文。

即,在对称加密中,数据发送方将明文(原始数据)和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后,使其变成复杂的加密密文发送出去。接收方收到密文后,若想解读原文,则需要使用加密密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密,才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中,使用的密钥只有一个,发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密。

对称加密算法有啥(对称加密有哪些优缺点)(5)

所以,正如《模仿游戏》的案例,对称加密无法做到真正的“加密”,一旦被破解者找到“关键词”,那么,一切就都完了。因为对称加密算法的加密秘钥能够从解密密钥中推算出来,同时解密密钥也可以从加密密钥中推算出来。而为了应对这种风险,有人发明了非对称加密。

最后,值得一提的是,加密的安全性不仅取决于加密算法本身,密钥管理的安全性更是重要。因为加密和解密都使用同一个密钥,如何把密钥安全地传递到解密者手上就成了必须要解决的问题。

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