大數(shù)據(jù)開發(fā)中常見加密算法有哪些

這篇文章主要為大家展示了“大數(shù)據(jù)開發(fā)中常見加密算法有哪些”，內(nèi)容簡(jiǎn)而易懂，條理清晰，希望能夠幫助大家解決疑惑，下面讓小編帶領(lǐng)大家一起研究并學(xué)習(xí)一下“大數(shù)據(jù)開發(fā)中常見加密算法有哪些”這篇文章吧。

                說到加密算法，開發(fā)人員基本都不會(huì)陌生。我們平常開發(fā)中接觸形形色色的加密算法，簡(jiǎn)單來說分為對(duì)稱加密算法與非對(duì)稱加密算法以及散列算法。算法的區(qū)別在哪呢？我們可以這么來理解三種算法的區(qū)別：

對(duì)稱加密算法：加密算法與解密算法的秘鑰key一致。非對(duì)稱加密算法：加密算法與解密算法的秘鑰不一致。散列算法：沒有秘鑰，目前無法反向解密。(暴力破解除外)

        我們?yōu)槭裁葱枰用埽课覀內(nèi)粘Ｉ钪械卿浢艽a或者各種隱私信息都需要進(jìn)行加密保存防止信息泄露。那我們接下來來看看這三種算法類型分別有什么樣的算法呢：

對(duì)稱加密算法：目前主流算法有DES算法，3DES算法，AES算法非對(duì)稱加密算法：目前主流算法有RSA算法散列算法：目前主要以MD5和SHA-1算法為主

        本篇文章就圍繞這6個(gè)算法進(jìn)行具體的講解，可能這些算法大家最熟悉的就是MD5算法了。為什么熟悉呢？MD5算法最常用的一個(gè)場(chǎng)景就是用戶注冊(cè)，密碼進(jìn)行MD5加密，密碼無法反向解密可以提高安全性。接下來我們開始第一種算法：MD5算法。

MD5加密

        MD5 其實(shí)是一種哈希算法，它實(shí)質(zhì)上是對(duì)一段信息產(chǎn)生信息摘要，以防止信息被篡改。嚴(yán)格來說MD5 不是一種加密算法而是一種摘要算法。無論是多長(zhǎng)的字符串，MD5 都會(huì)輸出長(zhǎng)度為128字節(jié)的一個(gè)字符串，轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制就是32個(gè)字符。我們一個(gè)直接的MD5算法：

        該算法就是一個(gè)最基本的MD5加密，加密成功將加密字符串轉(zhuǎn)化為純小寫。我們可以看下效果：

        可以看到MD5加密效果解決了，但是MD5雖然不能反向解密，但是可以不斷使用MD5加密進(jìn)行嘗試暴力破解，所以我們一般使用MD5加密都會(huì)再搭配不同的加密算法進(jìn)行使用。我們?cè)O(shè)計(jì)如下一個(gè)加密算法：

將接口所需的必需參數(shù)加上當(dāng)前時(shí)間戳按照key=value的ASCII順序進(jìn)行排序組裝字符串左右拼接一個(gè)加密秘鑰secret組成代價(jià)密字符串waitSign將待加密字符串進(jìn)行MD5加密并轉(zhuǎn)化為純小寫

        現(xiàn)在我們可以在代碼來實(shí)現(xiàn)下這個(gè)結(jié)合了特定算法的MD5加密：

        我們直接將設(shè)計(jì)的算法封裝成一個(gè)公共方法，我們?cè)诮涌谥兄苯诱{(diào)用

createSign(obj, secret)

        然后將必需參數(shù)結(jié)合當(dāng)前時(shí)間戳拼接成json格式，作為第一個(gè)參數(shù)進(jìn)行傳參，秘鑰secret作為第二個(gè)參數(shù)傳參。我們看下接口調(diào)用代碼：

        我們可以看下新的效果：

        我們?cè)谛碌乃惴ńY(jié)合了當(dāng)前時(shí)間戳，我們就可以對(duì)時(shí)間戳進(jìn)行限制一分鐘內(nèi)有效?？梢杂行ПＷC接口的安全性。說完了MD5加密，我們接著來將建另一種加密算法SHA-1算法。

SHA-1算法

        SHA-1算法是和MD5一樣流行的消息摘要算法，但是SHA-1 比MD5的安全性更強(qiáng)。SHA-1會(huì)產(chǎn)生一個(gè)160位的消息摘要，16進(jìn)制下就40位字符。我們來看看具體實(shí)現(xiàn)：

        可以看到我們將原密碼經(jīng)過SHA-1加密進(jìn)行轉(zhuǎn)換了。但是雖然SHA-1安全性比MD5更高，但是直接簡(jiǎn)單的進(jìn)行SHA-1加密，一樣可能被暴力破解，所以可以采用結(jié)合剛才設(shè)計(jì)的算法進(jìn)行SHA-1加密，具體我就不多說了?？梢宰孕袊L試。接下來我們來看看對(duì)稱加密。

DES算法

        DES 加密算法是一種分組密碼，以64位為分組對(duì)數(shù)據(jù)加密，它的密鑰長(zhǎng)度是56位，加密解密用相同的算法。DES加密算法對(duì)密鑰進(jìn)行保密，而公開算法，包括加密和解密算法。這樣，只有掌握了和發(fā)送方相同密鑰 的人才能解讀由DES加密算法加密的密文數(shù)據(jù)。因此，破譯DES加密算法實(shí)際上就是搜索密鑰的編碼。暴力破解DES算法其運(yùn)算次數(shù)僅為2^56次。        

        我們接下來看看如何實(shí)現(xiàn)DES加密算法：

        這里我僅采取cbc模式加密進(jìn)行演示，對(duì)DES加密其他算法模式有興趣的可以自行去研究。我們可以看下加密效果：

        因?yàn)?strong>DES算法是對(duì)稱算法，所以可以使用相同算法進(jìn)行反向解密。我們看下算法如何進(jìn)行實(shí)現(xiàn)：

        可以看到我們成功將經(jīng)過des-cbc進(jìn)行加密的加密字符串給成功解密微原字符串。但是我們也說過DES算法使用暴力破解是完全可以進(jìn)行破解的，所以3DES算法其實(shí)就是對(duì)DES算法的優(yōu)化。

3DES算法

        3DES算法其實(shí)就是基于DES加密算法，采用三次不同密鑰進(jìn)行三次不同的加密。所以加密后密鑰強(qiáng)度會(huì)更高。接下來我們來看看3DES的實(shí)現(xiàn)過程：

        可以看到我們成功使用3DES進(jìn)行密碼的加解密。主流的對(duì)稱加密算法還剩下一種：AES算法。

AES算法

        AES加密算法是密碼學(xué)中的高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)，密鑰長(zhǎng)度的最少支持為128位、192位、256位，分組長(zhǎng)度128位，算法應(yīng)易于各種硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。AES本身就是為了取代DES算法而產(chǎn)生的，AES具有更好的安全性、更高的效率和靈活性。

        可以看到，我選擇了秘鑰長(zhǎng)度為128位，算法模式為CBC模式的AES加密。我們可以看下算法效果：

        到這里對(duì)稱加密算法三種算法我們都進(jìn)行實(shí)現(xiàn)了。接下來談?wù)劮菍?duì)稱加密。與對(duì)稱加密 算法不同，非對(duì)稱加密算法需要兩個(gè)密鑰：公鑰和私鑰。 公鑰與私鑰是一對(duì)，如果用公鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，只有用對(duì)應(yīng)的私鑰才能解密；如果用私鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，那么只有用對(duì)應(yīng)的公鑰才能解密。因?yàn)榧用芎徒饷苁褂玫氖莾蓚€(gè)不同的 密鑰，所以這種算法叫作非對(duì)稱加密算法。接下來我們看看非對(duì)稱加密：RSA算法。

RSA算法

        RSA算法通常先生成一對(duì)RSA密鑰，由用戶保存私鑰；另一個(gè)為公鑰，可對(duì)外公開。為提高保密強(qiáng)度，RSA密鑰至少為512位長(zhǎng)，一般推薦使用1024位。這就使加密的計(jì)算量很大。為減少計(jì)算量，在傳送信息時(shí)，常采用傳統(tǒng)加密方法與公開密鑰加密方法相結(jié)合的方式，即信息采用改進(jìn)的DES或AES對(duì)話密鑰加密，然后使用RSA密鑰加密對(duì)話密鑰和信息摘要。對(duì)方收到信息后，用不同的密鑰解密并可核對(duì)信息摘要。到目前為止，還未出現(xiàn)任何可靠的攻擊RSA算法的方式。

        可以看到，我們使用秘鑰長(zhǎng)度為1024位，生成公鑰與私鑰。然后使用公鑰進(jìn)行加密，使用私鑰進(jìn)行解密。接下來來看下運(yùn)行效果：

        看到加密后這么一大串是不是瞬間打消了去想方設(shè)法破解的想法了呢？RSA加密算法是目前最有影響力的公鑰加密算法，并且被普遍認(rèn)為是目前最優(yōu)秀的公鑰方案之一。RSA是第一個(gè)能同時(shí)用于加密和數(shù)字簽名的算法。

        在我們使用私鑰進(jìn)行簽名，用公鑰進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證成功返回true，驗(yàn)證失敗返回false。我們可以看下效果：

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