摘要：加密解密算法介紹算法目前常見有加密算法，散列算法，編碼算法，使用位關鍵字作為流加密算法加密技術通常分為兩大類對稱式和非對稱式。對稱性加密算法有用途對稱加密算法用來對敏感數據等信息進行加密數據加密標準，速度較快，適用于加密大量數據的場合。

算法目前常見有： 加密算法，散列算法，Base64(編碼算法)，https(SSL使用40位關鍵字作為RC4流加密算法)

加密技術通常分為兩大類:"對稱式"和"非對稱式"。

對稱性加密算法：對稱式加密就是加密和解密使用同一個密鑰。信息接收雙方都需事先知道密匙和加解密算法且其密匙是相同的，之后便是對數據進行加解密了。對稱加密算法用來對敏感數據等信息進行加密。

非對稱算法：非對稱式加密就是加密和解密所使用的不是同一個密鑰，通常有兩個密鑰，稱為"公鑰"和"私鑰"，它們兩個必需配對使用，否則不能打開加密文件。發送雙方A,B事先均生成一堆密匙，然后A將自己的公有密匙發送給B，B將自己的公有密匙發送給A，如果A要給B發送消 息，則先需要用B的公有密匙進行消息加密，然后發送給B端，此時B端再用自己的私有密匙進行消息解密，B向A發送消息時為同樣的道理。

散列算法：散列算法，又稱哈希函數，是一種單向加密算法。在信息安全技術中，經常需要驗證消息的完整性，散列(Hash)函數提供了這一服務，它對不同長度的輸入消息，產生固定長度的輸出。這個固定長度的輸出稱為原輸入消息的"散列"或"消息摘要"(Message digest)。散列算法不算加密算法，因為其結果是不可逆的，既然是不可逆的，那么當然不是用來加密的，而是簽名。

用途：對稱加密算法用來對敏感數據等信息進行加密

DES（Data Encryption Standard）：數據加密標準，速度較快，適用于加密大量數據的場合。

3DES（Triple DES）：是基于DES，對一塊數據用三個不同的密鑰進行三次加密，強度更高。

AES（Advanced Encryption Standard）：高級加密標準，是下一代的加密算法標準，速度快，安全級別高；AES是一個使用128為分組塊的分組加密算法，分組塊和128、192或256位的密鑰一起作為輸入，對4×4的字節數組上進行操作。眾所周之AES是種十分高效的算法，尤其在8位架構中，這源于它面向字節的設計。AES 適用于8位的小型單片機或者普通的32位微處理器,并且適合用專門的硬件實現，硬件實現能夠使其吞吐量（每秒可以到達的加密/解密bit數）達到十億量級。同樣，其也適用于RFID系統。

以上三種都是對稱加密算法，且是國際算法，因為都是美國佬搞的，而我國國密局也制定了自己的對稱加密算法，叫國密算法，SM1（相當于AES）,和SM4(相當于3DES)。

#### DES
1977年1月，美國政府頒布：采納IBM公司設計的方案作為非機密數據的正式數據加密標準（DES Data Encryption Standard) 。

　　目前在國內，隨著三金工程尤其是金卡工程的啟動，DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站、高速公路收費站等領域被廣泛應用，以此來實現關鍵數據的保密，如信用卡持卡人的PIN的加密傳輸，IC卡與POS間的雙向認證、金融交易數據包的MAC校驗等，均用到DES算法。

DES算法的入口參數有三個：Key、Data、Mode。

　　其中Key為8個字節共64位，是DES算法的工作密鑰；

　　Data也為8個字節64位，是要被加密或被解密的數據；

　　Mode為DES的工作方式，有兩種：加密或解密。

DES算法是這樣工作的：

　　如Mode為加密，則用Key 去把數據Data進行加密， 生成Data的密文形式（64位）作為DES的輸出結果；

　　如Mode為解密，則用Key去把密碼形式的數據Data解密，還原為Data的明文形式（64位）作為DES的輸出結果。

在通信網絡的兩端，雙方約定一致的Key，在通信的源點用Key對核心數據進行DES加密，然后以密碼形式在公共通信網（如電話網）中傳輸到通信網絡的終點，數據到達目的地后，用同樣的Key對密碼數據進行解密，便再現了明碼形式的核心數據。這樣，便保證了核心數據（如PIN、MAC等）在公共通信網中傳輸的安全性和可靠性。

　　通過定期在通信網絡的源端和目的端同時改用新的Key，便能更進一步提高數據的保密性，這正是現在金融交易網絡的流行做法。

RSA：由 RSA 公司發明，是一個支持變長密鑰的公共密鑰算法，需要加密的文件塊的長度也是可變的。RSA在國外早已進入實用階段，已研制出多種高速的RSA的專用芯片。

DSA（Digital Signature Algorithm）：數字簽名算法，是一種標準的 DSS（數字簽名標準），嚴格來說不算加密算法。

ECC（Elliptic Curves Cryptography）：橢圓曲線密碼編碼學。ECC和RSA相比，具有多方面的絕對優勢，主要有：抗攻擊性強。相同的密鑰長度，其抗攻擊性要強很多倍。計算量小，處理速度快。ECC總的速度比RSA、DSA要快得多。存儲空間占用小。ECC的密鑰尺寸和系統參數與RSA、DSA相比要小得多，意味著它所占的存貯空間要小得多。這對于加密算法在IC卡上的應用具有特別重要的意義。帶寬要求低。當對長消息進行加解密時，三類密碼系統有相同的帶寬要求，但應用于短消息時ECC帶寬要求卻低得多。帶寬要求低使ECC在無線網絡領域具有廣泛的應用前景。

用途：主要用于驗證，防止信息被修。具體用途如：文件校驗、數字簽名、鑒權協議

MD5：MD5是一種不可逆的加密算法，目前是最牢靠的加密算法之一，尚沒有能夠逆運算的程序被開發出來，它對應任何字符串都可以加密成一段唯一的固定長度的代碼。

SHA1：是由NISTNSA設計為同DSA一起使用的，它對長度小于264的輸入，產生長度為160bit的散列值，因此抗窮舉(brute-force)性更好。SHA-1設計時基于和MD4相同原理,并且模仿了該算法。SHA-1是由美國標準技術局（NIST）頒布的國家標準，是一種應用最為廣泛的Hash函數算法，也是目前最先進的加密技術，被政府部門和私營業主用來處理敏感的信息。而SHA-1基于MD5，MD5又基于MD4。

HMAC：是密鑰相關的哈希運算消息認證碼（Hash-based Message Authentication Code）,HMAC運算利用哈希算法，以一個密鑰和一個消息為輸入，生成一個消息摘要作為輸出。也就是說HMAC是需要一個密鑰的。所以，HMAC_SHA1也是需要一個密鑰的，而SHA1不需要。

Base64：其實不是安全領域下的加密解密算法，只能算是一個編碼算法，通常用于把二進制數據編碼為可寫的字符形式的數據，對數據內容進行編碼來適合傳輸(可以對img圖像編碼用于傳輸)。這是一種可逆的編碼方式。編碼后的數據是一個字符串，其中包含的字符為：A-Z、a-z、0-9、+、/，共64個字符(26 + 26 + 10 + 1 + 1 = 64，其實是65個字符，“=”是填充字符。Base64要求把每三個8Bit的字節轉換為四個6Bit的字節(38 = 46 = 24)，然后把6Bit再添兩位高位0，組成四個8Bit的字節，也就是說，轉換后的字符串理論上將要比原來的長1/3。原文的字節最后不夠3個的地方用0來補足，轉換時Base64編碼用=號來代替。這就是為什么有些Base64編碼會以一個或兩個等號結束的原因，中間是不可能出現等號的，但等號最多只有兩個。其實不用"="也不耽誤解碼，之所以用"="，可能是考慮到多段編碼后的Base64字符串拼起來也不會引起混淆。)
Base64編碼是從二進制到字符的過程，像一些中文字符用不同的編碼轉為二進制時，產生的二進制是不一樣的，所以最終產生的Base64字符也不一樣。例如"上網"對應utf-8格式的Base64編碼是"5LiK572R"， 對應GB2312格式的Base64編碼是"yc/N+A=="。
標準的Base64并不適合直接放在URL里傳輸，因為URL編碼器會把標準Base64中的“/”和“+”字符變為形如“%XX”的形式，而這些“%”號在存入數據庫時還需要再進行轉換，因為ANSI SQL中已將“%”號用作通配符。
為解決此問題，可采用一種用于URL的改進Base64編碼，它不在末尾填充"="號，并將標準Base64中的“+”和“/”分別改成了“-”和“_”，這樣就免去了在URL編解碼和數據庫存儲時所要作的轉換，避免了編碼信息長度在此過程中的增加，并統一了數據庫、表單等處對象標識符的格式。
另有一種用于正則表達式的改進Base64變種，它將“+”和“/”改成了“!”和“-”，因為“+”，“*”以及前面在IRCu中用到的“[”和“]”在正則表達式中都可能具有特殊含義。
此外還有一些變種，它們將“+/”改為“_-”或“._”（用作編程語言中的標識符名稱）或“.-”（用于XML中的Nmtoken）甚至“_:”（用于XML中的Name）。

?HTTPS（全稱：Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全為目標的HTTP通道，簡單講是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL層，HTTPS的安全基礎是SSL(SSL使用40 位關鍵字作為RC4流加密算法，這對于商業信息的加密是合適的。)，因此加密的詳細內容就需要SSL。https:URL表明它使用了HTTP，但HTTPS存在不同于HTTP的默認端口及一個加密/身份驗證層（在HTTP與TCP之間），提供了身份驗證與加密通訊方法，現在它被廣泛用于萬維網上安全敏感的通訊，例如交易支付方面。它的主要作用可以分為兩種：一種是建立一個信息安全通道，來保證數據傳輸的安全；另一種就是確認網站的真實性。

加密算法是可逆的，用來對敏感數據進行保護。散列算法(簽名算法、哈希算法)是不可逆的，主要用于身份驗證。

對稱加密算法使用同一個密匙加密和解密，速度快，適合給大量數據加密。對稱加密客戶端和服務端使用同一個密匙，存在被抓包破解的風險。

非對稱加密算法使用公鑰加密，私鑰解密，私鑰簽名，公鑰驗簽。安全性比對稱加密高，但速度較慢。非對稱加密使用兩個密匙，服務端和客戶端密匙不一樣，私鑰放在服務端，黑客一般是拿不到的，安全性高。

Base64不是安全領域下的加解密算法，只是一個編碼算法，通常用于把二進制數據編碼為可寫的字符形式的數據，特別適合在http，mime協議下的網絡快速傳輸數據。UTF-8和GBK中文的Base64編碼結果是不同的。采用Base64編碼不僅比較簡短，同時也具有不可讀性，即所編碼的數據不會被人用肉眼所直接看到，但這種方式很初級，很簡單。Base64可以對圖片文件進行編碼傳輸。

https協議廣泛用于萬維網上安全敏感的通訊，例如交易支付方面。它的主要作用可以分為兩種：一種是建立一個信息安全通道，來保證數據傳輸的安全；另一種就是確認網站的真實性。

大量數據加密建議采用對稱加密算法，提高加解密速度；小量的機密數據，可以采用非對稱加密算法。在實際的操作過程中，我們通常采用的方式是：采用非對稱加密算法管理對稱算法的密鑰，然后用對稱加密算法加密數據，這樣我們就集成了兩類加密算法的優點，既實現了加密速度快的優點，又實現了安全方便管理密鑰的優點。

MD5標準密鑰長度128位（128位是指二進制位。二進制太長，所以一般都改寫成16進制，每一位16進制數可以代替4位二進制數，所以128位二進制數寫成16進制就變成了128/4=32位。16位加密就是從32位MD5散列中把中間16位提取出來）；sha1標準密鑰長度160位(比MD5摘要長32位)，Base64轉換后的字符串理論上將要比原來的長1/3。

參考地址：

加密算法(DES,AES,RSA,MD5,SHA1,Base64)比較和項目應用