RSA算法与DES算法在性能上有何不同?为什么?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-27
凯撒算法与DES加密算法在性能上有何不同?为什么?

数据加密标准DES
数据加密标准DES原是IBM公司于1972年研制成功的,目的在于保护公司的机密产品。美国商业部所属国家标准局NBS也开始了一项计算机数据保护标准的发展规划,这一举措导致了DES的出台,并于1977年正式批准作为美国联邦信息处理标准。该标准在国际上引起极大重视,ISO也将DES指定为数据加密标准。
DES是一个分组加密算法,它所使用的密钥长度为64位,由占56位长度的实际密钥和每个字节的第8位的奇偶校验码这两部分组成。它以64位为一组,将明文分成若干个分组,每次利用56位密钥对64位的二进制明文分组进行数据加密,产生64位的密文。DES算法的密钥可以是任意的一个56位的数,且可在任意的时候改变。DES算法整个加密处理过程需经16轮(round)的运算。每一轮运算

替代加密法
替代加密算法是将明文中的每一个字符用另一个字符替换为密文中的一个字符。除接受者外,其他人不理解其间的替代。接受者对密文作反向替换后恢复成明文。
著名的凯撒加密算法就是一种简单的替代加密法,它是将明文中每一个字符用右移3位并以26个字符为模的替代(A由D替代,B由E替代,··…—,W由Z替代,X由A替代,Y由B替代,Z由C替代)。

DES算法全称为Data Encryption Standard,即数据加密算法,它是IBM公司于1975年研究成功并公开发表的。DES算法的入口参数有三个:Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位,是DES算法的工作密钥;Data也为8个字节64位,是要被加密或被解密的数据;Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密。 DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是64位,其算法主要分为两步: 1初始置换 其功能是把输入的64位数据块按位重新组合,并把输出分为L0、R0两部分,每部分各长3 2位,其置换规则为将输入的第58位换到第一位,第50位换到第2位……依此类推,最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分,L0是输出的左32位,R0是右32位,例:设置换前的输入值为D1D2D3……D64,则经过初始置换后的结果为:L0=D58D50……D8;R0=D57D49……D7。 2逆置换 经过16次迭代运算后,得到L16、R16,将此作为输入,进行逆置换,逆置换正好是初始置换的逆运算,由此即得到密文输出。 RSA算法简介 这种算法1978年就出现了,它是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。它易于理解和操作,也很流行。算法的名字以发明者的名字命名:Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman。但RSA的安全性一直未能得到理论上的证明。 RSA的安全性依赖于大数分解。公钥和私钥都是两个大素数( 大于 100个十进制位)的函数。据猜测,从一个密钥和密文推断出明文的难度等同于分解两个大素数的积。 密钥对的产生。选择两个大素数,p 和q 。计算: n = p * q 然后随机选择加密密钥e,要求 e 和 ( p - 1 ) * ( q - 1 ) 互质。最后,利用Euclid 算法计算解密密钥d, 满足 e * d = 1 ( mod ( p - 1 ) * ( q - 1 ) ) 其中n和d也要互质。数e和n是公钥,d是私钥。两个素数p和q不再需要,应该丢弃,不要让任何人知道。 加密信息 m(二进制表示)时,首先把m分成等长数据块 m1 ,m2,..., mi ,块长s,其中 2^s <= n, s 尽可能的大。对应的密文是: ci = mi^e ( mod n ) ( a ) 解密时作如下计算: mi = ci^d ( mod n ) ( b ) RSA 可用于数字签名,方案是用 ( a ) 式签名, ( b )式验证。具体操作时考虑到安全性和 m信息量较大等因素,一般是先作 HASH 运算。 RSA 的安全性。 RSA的安全性依赖于大数分解,但是否等同于大数分解一直未能得到理论上的证明,因为没有证明破解RSA就一定需要作大数分解。假设存在一种无须分解大数的算法,那它肯定可以修改成为大数分解算法。目前, RSA的一些变种算法已被证明等价于大数分解。不管怎样,分解n是最显然的攻击方法。现在,人们已能分解140多个十进制位的大素数。因此,模数n必须选大一些,因具体适用情况而定。 RSA的速度。 由于进行的都是大数计算,使得RSA最快的情况也比DES慢上100倍,无论是软件还是硬件实现。速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。 RSA的选择密文攻击。 RSA在选择密文攻击面前很脆弱。一般攻击者是将某一信息作一下伪装(Blind),让拥有私钥的实体签署。然后,经过计算就可得到它所想要的信息。实际上,攻击利用的都是同一个弱点,即存在这样一个事实:乘幂保留了输入的乘法结构: ( XM )^d = X^d *M^d mod n 前面已经提到,这个固有的问题来自于公钥密码系统的最有用的特征--每个人都能使用公钥。但从算法上无法解决这一问题,主要措施有两条:一条是采用好的公钥协议,保证工作过程中实体不对其他实体任意产生的信息解密,不对自己一无所知的信息签名;另一条是决不对陌生人送来的随机文档签名,签名时首先使用One-Way Hash Function对文档作HASH处理,或同时使用不同的签名算法。在中提到了几种不同类型的攻击方法。 RSA的公共模数攻击。 若系统中共有一个模数,只是不同的人拥有不同的e和d,系统将是危险的。最普遍的情况是同一信息用不同的公钥加密,这些公钥共模而且互质,那末该信息无需私钥就可得到恢复。设P为信息明文,两个加密密钥为e1和e2,公共模数是n,则: C1 = P^e1 mod n C2 = P^e2 mod n 密码分析者知道n、e1、e2、C1和C2,就能得到P。 因为e1和e2互质,故用Euclidean算法能找到r和s,满足: r * e1 + s * e2 = 1 假设r为负数,需再用Euclidean算法计算C1^(-1),则 ( C1^(-1) )^(-r) * C2^s = P mod n 另外,还有其它几种利用公共模数攻击的方法。总之,如果知道给定模数的一对e和d,一是有利于攻击者分解模数,一是有利于攻击者计算出其它成对的e’和d’,而无需分解模数。解决办法只有一个,那就是不要共享模数n。 RSA的小指数攻击。 有一种提高RSA速度的建议是使公钥e取较小的值,这样会使加密变得易于实现,速度有所提高。但这样作是不安全的,对付办法就是e和d都取较大的值。 RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法,也易于理解和操作。 RSA是被研究得最广泛的公钥算法,从提出到现在已近二十年,经历了各种攻击的考验,逐渐为人们接受,普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA的安全性依赖于大数的因子分解,但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价。即RSA的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性能如何,而且密码学界多数人士倾向于因子分解不是NPC问题。RSA的缺点主要有:A)产生密钥很麻烦,受到素数产生技术的限制,因而难以做到一次一密。B)分组长度太大,为保证安全性,n 至少也要 600 bits以上,使运算代价很高,尤其是速度较慢,较对称密码算法慢几个数量级;且随着大数分解技术的发展,这个长度还在增加,不利于数据格式的标准化。目前,SET(Secure Electronic Transaction)协议中要求CA采用2048比特长的密钥,其他实体使用1024比特的密钥。参考资料: http://www.radyinfo.com/KNOWLEDGE/RSA.HTM

DES算法全称为Data Encryption Standard,即数据加密算法,它是IBM公司于1975年研究成功并公开发表的。DES算法的入口参数有三个:Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位,是DES算法的工作密钥;Data也为8个字节64位,是要被加密或被解密的数据;Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密。
DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是64位,其算法主要分为两步:
1�初始置换
其功能是把输入的64位数据块按位重新组合,并把输出分为L0、R0两部分,每部分各长3 2位,其置换规则为将输入的第58位换到第一位,第50位换到第2位……依此类推,最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分,L0是输出的左32位,R0是右32位,例:设置换前的输入值为D1D2D3……D64,则经过初始置换后的结果为:L0=D58D50……D8;R0=D57D49……D7。
2�逆置换
经过16次迭代运算后,得到L16、R16,将此作为输入,进行逆置换,逆置换正好是初始置换的逆运算,由此即得到密文输出。

RSA算法简介
这种算法1978年就出现了,它是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。它易于理解和操作,也很流行。算法的名字以发明者的名字命名:Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman。但RSA的安全性一直未能得到理论上的证明。

RSA的安全性依赖于大数分解。公钥和私钥都是两个大素数( 大于 100个十进制位)的函数。据猜测,从一个密钥和密文推断出明文的难度等同于分解两个大素数的积。

密钥对的产生。选择两个大素数,p 和q 。计算:

n = p * q

然后随机选择加密密钥e,要求 e 和 ( p - 1 ) * ( q - 1 ) 互质。最后,利用Euclid 算法计算解密密钥d, 满足

e * d = 1 ( mod ( p - 1 ) * ( q - 1 ) )

其中n和d也要互质。数e和n是公钥,d是私钥。两个素数p和q不再需要,应该丢弃,不要让任何人知道。

加密信息 m(二进制表示)时,首先把m分成等长数据块 m1 ,m2,..., mi ,块长s,其中 2^s <= n, s 尽可能的大。对应的密文是:

ci = mi^e ( mod n ) ( a )

解密时作如下计算:

mi = ci^d ( mod n ) ( b )

RSA 可用于数字签名,方案是用 ( a ) 式签名, ( b )式验证。具体操作时考虑到安全性和 m信息量较大等因素,一般是先作 HASH 运算。

RSA 的安全性。

RSA的安全性依赖于大数分解,但是否等同于大数分解一直未能得到理论上的证明,因为没有证明破解RSA就一定需要作大数分解。假设存在一种无须分解大数的算法,那它肯定可以修改成为大数分解算法。目前, RSA的一些变种算法已被证明等价于大数分解。不管怎样,分解n是最显然的攻击方法。现在,人们已能分解140多个十进制位的大素数。因此,模数n必须选大一些,因具体适用情况而定。

RSA的速度。

由于进行的都是大数计算,使得RSA最快的情况也比DES慢上100倍,无论是软件还是硬件实现。速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。

RSA的选择密文攻击。

RSA在选择密文攻击面前很脆弱。一般攻击者是将某一信息作一下伪装(Blind),让拥有私钥的实体签署。然后,经过计算就可得到它所想要的信息。实际上,攻击利用的都是同一个弱点,即存在这样一个事实:乘幂保留了输入的乘法结构:

( XM )^d = X^d *M^d mod n

前面已经提到,这个固有的问题来自于公钥密码系统的最有用的特征--每个人都能使用公钥。但从算法上无法解决这一问题,主要措施有两条:一条是采用好的公钥协议,保证工作过程中实体不对其他实体任意产生的信息解密,不对自己一无所知的信息签名;另一条是决不对陌生人送来的随机文档签名,签名时首先使用One-Way Hash Function对文档作HASH处理,或同时使用不同的签名算法。在中提到了几种不同类型的攻击方法。

RSA的公共模数攻击。

若系统中共有一个模数,只是不同的人拥有不同的e和d,系统将是危险的。最普遍的情况是同一信息用不同的公钥加密,这些公钥共模而且互质,那末该信息无需私钥就可得到恢复。设P为信息明文,两个加密密钥为e1和e2,公共模数是n,则:

C1 = P^e1 mod n

C2 = P^e2 mod n

密码分析者知道n、e1、e2、C1和C2,就能得到P。

因为e1和e2互质,故用Euclidean算法能找到r和s,满足:

r * e1 + s * e2 = 1

假设r为负数,需再用Euclidean算法计算C1^(-1),则

( C1^(-1) )^(-r) * C2^s = P mod n

另外,还有其它几种利用公共模数攻击的方法。总之,如果知道给定模数的一对e和d,一是有利于攻击者分解模数,一是有利于攻击者计算出其它成对的e’和d’,而无需分解模数。解决办法只有一个,那就是不要共享模数n。

RSA的小指数攻击。 有一种提高RSA速度的建议是使公钥e取较小的值,这样会使加密变得易于实现,速度有所提高。但这样作是不安全的,对付办法就是e和d都取较大的值。

RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法,也易于理解和操作。 RSA是被研究得最广泛的公钥算法,从提出到现在已近二十年,经历了各种攻击的考验,逐渐为人们接受,普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA的安全性依赖于大数的因子分解,但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价。即RSA的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性能如何,而且密码学界多数人士倾向于因子分解不是NPC问题。RSA的缺点主要有:A)产生密钥很麻烦,受到素数产生技术的限制,因而难以做到一次一密。B)分组长度太大,为保证安全性,n 至少也要 600 bits以上,使运算代价很高,尤其是速度较慢,较对称密码算法慢几个数量级;且随着大数分解技术的发展,这个长度还在增加,不利于数据格式的标准化。目前,SET(Secure Electronic Transaction)协议中要求CA采用2048比特长的密钥,其他实体使用1024比特的密钥。

RSA算法是公钥算法(非对称算法),耗时较长,有较高安全性,一般用于密钥交换、签名及验证;
DES算法是私钥算法(对称算法),耗时较RSA短很多,安全性较差,但加解密效率高
RSA需要对大素数进行运算,所以需要时间长!

自己的理解,希望采纳!

  • aes des rsa的加密算法有什么区别??通俗简单讲,就是各个的优点和缺点...
    答:aes/des加密速度快,适合大量数据,des容易破解,一般用3重des,后来又出现了更快更安全的aes rsa是公钥加密,速度慢,只能处理少量数据,优点是公钥即使在不安全的网络上公开,也能保证安全 常见情况是双方用rsa协商出一个密钥后通过aes/3des给数据加密 ...
  • 什么是DES算法?和什么是RSA算法?其特点是什么?
    答:DES算法将64位明文数据块转换为64位密文数据块,使用的密钥也是64位。算法核心包含两个步骤:初始置换和逆置换。初始置换重新排列数据块的位,输出分为左右两部分,各32位;逆置换则是对加密后的数据进行位重新排列,以得到密文。RSA算法,由Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adleman在1978年提出,是首个...
  • 试比较对称加密算法与非对称加密算法在应用中的优缺点?传统密码体制...
    答:缺点 算法强度复杂、安全性依赖于算法与密钥但是由于其算法复杂,而使得加密解密速度没有对称加密解密的速度快。3、传统密码体制 优点 由于DES加密速度快,适合加密较长的报文。缺点 通用密钥密码体制的加密密钥和解密密钥是通用的,即发送方和接收方使用同样密钥的密码体制。4、公钥密码体制 优点 RSA算法的...
  • 数据加密技术最重视哪些方面?
    答:RSA算法采用双密钥产生密钥较麻烦,安全性依赖于大数分解的困难性。(3)密钥的分配与管理 比如DES算法必须在通信前对密钥进行秘密分配,人多时密钥数量大,由此密钥的定期更换很困难,而RSA算法只对自己的秘密密钥进行保密管理就行了,不需要秘密通道或复杂协议来传送密钥,更换密钥也方便。
  • dec和rsa有什么区别
    答:性质区别。RSA:公开密钥密码体制是一种使用不同的加密密钥与解密密钥。DES:它是一种对称的加密算法,所谓对称,就是它的加密和解密。DES算法及优点是密钥短,加密处理简单,加密解密速度快,适用于加密大量数据的场合。
  • rsa dsa ecdsa 哪个好
    答:RSA目前应用最普遍,也是最为经典的一个数字签名加密算法,但是签名长,产生密钥很麻烦,素数产生技术受限制,难以做到一次一密。ECDSA 发展势头猛,处在上升阶段,ECDSA算法是ECC+DSA的结合体,相较于RSA数字签名算法,速度快,强度高,签名短,前景乐观。
  • 使在线交易更便利,更安全的平台,工具或策略有哪些
    答:1、数据加密 在数据加密过程中,使用最广泛的两种算法是“对称加密算法(加密密钥和解密密钥相同)”和“公开秘钥算法(加密密钥和解密密钥完全不同)”,分别以DES( Data Encryption Standard)算法和RSA算法为代表。2、混合加密体系 DES算法和RSA算法都有其各自的优缺点,RSA算法安仝性更强,但加密解密...
  • 分组密码des和公钥密码rsa哪个安全
    答:这个数据是不是最新的不知道)。但是也会发现一个问题des密钥是64比特,而常用的rsa是1024/2048比特。其实就同样长度的密钥来说,反而des更安全,因为rsa的数学基础是大数(两个大素数乘积)因式分解的困难性。所以要看以哪个层面来说了,两种算法在实际使用中各有优缺点。
  • 充分发挥了des和rsa两种加密体制的优点
    答:充分发挥了DES和RSA两种加密体制的优点,妥善解决了密钥传送过程中的安全问题的技术是:数字信封。数字信封是将对称密钥通过非对称加密(即:有公钥和私钥两个)的结果分发对称密钥的方法。数字信封是实现信息完整性验证的技术。PKCS#7中将数字信封作为术语进行定义,而在正文中对进行了如下解释:数字信封包含...
  • 非对称加密算法 (RSA、DSA、ECC、DH)
    答:速度一直是 RSA 的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。RSA 的速度是对应同样安全级别的对称密码算法的1/1000左右。 比起DES 和其它对称算法来说,RSA 要慢得多。实际上一般使用一种对称算法来加密信息,然后用 RSA 来加密比较短的公钥,然后将用 RSA 加密的公钥和用对称算法加密的消息发送给接收方。 这样一来对...