对称密钥密码体系：大学计算机基础

1.对称密钥密码体制的基本思想

对称加密也称为传统加密，是20世纪70年代公钥密码出现之前仅有的加密类型。迄今为止，它仍是使用最为广泛的两种加密类型之一。其基本思想就是“加密密钥和解密密钥相同或相近”，由其中一个可推导出另一个。使用时两个密钥均须保密，因此该体制也叫单密钥密码体制或私有密钥密码体制。对称密钥密码体制模型如图6-4所示。

图6-4　对称密钥

对称密钥密码体制的工作流程是：假定A和B是两个系统，二者决定进行保密通信；A和B通过某种方式获得一个可共用的密钥，该密钥只有A和B知道，其他用户都不知道；A或B通过使用该密钥加密发送给对方的信息，只有对方可以解密信息，其他用户均无法解密该信息，这样就达到了信息传输的保密性目的

对称密码的优点是有很强的保密强度，并且经受住了时间的检验和攻击，但其密钥必须通过安全的途径传送。因此，其密钥管理成为系统安全的重要因素。

2.数据加密标准DES

由IBM公司开发的数据加密标准（Data Encryption Standard，DES算法），于1977年被美国政府定为非机密数据的数据加密标准。DES算法是第一个向公众公开的加密算法，也是迄今为止应用最广泛的一种商用数据加密方案。

DES算法是最具有代表性的分组加密算法。它将明文按64bit分组，输入的每一组明文在密钥控制下，也生成64bit的密文。密钥的长度是64bit，其中有8bit奇偶校验，因此密钥的有效度为56bit。DES的整个体制是公开的，系统的安全性完全依赖于密钥的保密性。DES算法的构成框图如图6-5所示。(www.xing528.com)

图6-5　DES算法

DES算法具有算法容易实现、速度快、通用性强等优点；但也有密钥位数少、保密强度较差和密钥管理复杂等缺点。根据其特点，DES主要应用在以下领域：

·计算机网络通信。对计算机网络通信中的数据提供保护是DES的一项重要应用，但一般只限于民用敏感信息，即不在政府确定的保密范围之内的信息。

·电子资金传送系统。采用DES的方法加密电子资金传送系统中的信息，可准确、快速地传送数据，并可较好地解决信息安全的问题。

·保护用户文件。用户可自选密钥，用DES算法对重要文件加密，防止未授权用户窃密。

·用户识别。DES还可用于计算机用户识别系统中。