加密技术介绍-零基础Java从入门到精通

现代密码学出现之前，历史上就已经存在过很多的加密技术。如公元前7世纪的斯巴达加密棒、16世纪数学家卡尔达诺发明的栅格密码、猪圈密码和恩格玛加密机等，这些传统加密技术都是直接作用在传统字母、数字上的，所以人们很快就找到了有效的破解方法。在第二次世界大战时，计算机科学领域发展出更复杂的密码，不再受限于书写的文字，而是可以加密任何二进制形式的数据，然而计算机的发展也使破解工作变得更加容易。1977年美国国家标准局公布的DES（Data Encryption Standard）加密标准，代表了现代密码学的诞生。从那时开始，密码学的各类加密算法应运而生，出现了RSA、SHA、MD5、AES、ECC等各种加密强度不断提高的加密技术。

加密算法和密钥是加密技术中最重要的两个元素。加密算法，是用于加密和解密的数学函数（通常是两个关联的函数，一个用于加密，一个用于解密）。密钥是加密和解密算法中的一种输入参数，也只有特定的通信方才会知道。一个加密系统的安全性在于密钥的保密性，而不是加密算法的保密性。

在数据传输中会存在三种角色——发送方、接收方和窃听方，窃听方是不被期望能获得传输数据的真实内容的。发送方首先对数据进行加密，接收方收到后再进行解密，这样即使其他人窃听了数据也无法解密。另外，窃听方如果想伪造发送数据，也需要提前对数据进行加密和签名。

图19.1.1　加密技术中的加密算法和密钥

图19.1.2　数据传输过程中的发送方、接收方和窃听方(www.xing528.com)

为了进行加密以及通信，人们发明了很多公开的算法，如对称算法与非对称算法（加密和解密使用不同的密钥进行）等。对于选择加密算法的一个常识是使用公开的算法，一方面是因为这些算法经过实践检验，另一方面是因为这样做对破译难度、破译条件和破译时间都有预估。理论上，对任何加密技术都可以通过一定的手段进行破解，不同的是破解难度和破解所需要的时间。

加密技术可以分为单向加密和双向加密。单向加密算法，是指在加密过程中不使用密钥，将数据加密处理成加密数据，使其无法被解密。因为无法通过加密数据反向得到原来的内容，所以单向加密算法又称为不可逆加密算法。单向加密算法一般使用哈希算法（Hash值）来生成密文，因此也称为哈希加密算法。

图19.1.3　单向加密技术

单向加密算法一般应用于用户密码验证。用户输入明文密码后，经过加密算法处理，将得到的相同加密密码数据在后台系统中进行认证。

根据密钥类型，双向加密技术可以分为对称加密算法、非对称加密算法和数字签名等，下面将对这几种概念进行介绍。