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密码学基础

CONTENTS目录哈希算法非对称加密算法PART1哈希算法哈希算法的概念哈希算法英文是Hash，也常被译为散列、杂凑，指的是把任意长度的输入转换成固定长度输出的一种方法。输入可以是任何形式、任何长度的数据，可以是字符、数字，也可以是一个文档、一段音频或者一个视频。这样的输入数据通过哈希函数之后，会得到一个固定大小的输出。哈希算法的特性抗碰撞性抗碰撞性指的是要找到两个不同的输入值X1和X2，使得这两个数据通过哈希函数转换之后得到的输出值H(X1)=H(X2)是非常困难的，这个时候会称哈希函数H是抗碰撞的。唯一性不可逆性又叫隐藏性或者单向性，指的是从输入值可以正向通过哈希算法得到一个输出的哈希值，但是没有办法通过逆算法从输出的哈希值推导出输入值。哈希算法的特性哈希函数的种类MD5（Message-DigestAlgorithm5）一度被广泛应用于安全领域，用于确保信息传输完整一致，主流编程语言普遍已实现MD5。MD5SHA-256（SecureHashAlgorism-256）中，无论输入数据大小，都会输出256位哈希值。该函数在区块链等技术中被广泛使用SHA-256SM3代表商密3（商业密码），是中华人民共和国政府采用的一种哈希函数标准，其算法公开。该函数输出的摘要值长度为256位。SM3主要用于数字签名及验证等。SM3哈希算法的应用场景场景一：当我们在一个网站注册账号的时候将会提交用户名和密码。在存储这类数据时，网站会把用户名直接保存到网站公司的数据库中，但是密码一般不是直接保存的，而是先把密码转换成了哈希，类似于“数字指纹”。哈希算法的应用场景场景二从多个机器并行下载一个电影文件时，文件可能被分割成很多文件块。只要当所有的文件块都下载完成，可以重新组装成一个完整的电影文件。哈希算法对文件块分别取哈希值，并保存在种子文件中，只要文件块内容有改变，最后哈希值就完全不同。PART2非对称加密算法密码学概念加密指的是通过一些特殊的算法将原始数据信息（也称为明文）处理为不可读的代码（也称为密文）的过程。只有拥有相对应密钥的用户，才能轻松地将密文还原为明文，而这个过程也叫作解密。加密算法分类在如今的信息安全领域里，加密的算法种类和数量非常多。常见的加密算法分为三大类：哈希算法对称加密算法非对称加密算法对称加密算法的概念在对称加密算法中，加密者和解密者会使用同样的或者本质上相同的密钥对数据信息进行加密和解密。对称加密算法的优缺点优点：简单

加密、解密的处理速度快使用长密钥时，会很难被破解缺点：密钥管理非对称加密算法的概念非对称加密算法中，解密密钥和加密密钥是不同的。这组密钥对中，一个是公开密钥（public

key，简称公钥），一个是私有密钥（privatekey，简称私钥）。而且这组密钥对有一个重要特征，即很难通过公钥反推出私钥。非对称加密算法的应用公钥加密，私钥验签非对称加密算法应用私钥加密，公钥验签非对称加密的典型算法1977年，非对称加密算法RSA被构造出来。RSA这一名称是由3个提出者罗恩·李维斯特（RonRivest）、阿迪·萨莫尔（AdiShamir）和伦纳德·阿德曼（LeonardAdleman）姓氏的首字母构成的。ECC（EllipticCurveCryptography，椭圆曲线密码体制）在1985年由尼尔·科布利茨（NealKoblitz）和维克托·米勒（VictorMiller）分别独立提出ECC算法椭圆加密算法（ECC）是一种公钥加密体制，最初由Koblitz和Miller两人于1985年提出，其数学基础是利用椭圆曲线上的有理点构成Abel加法群上椭圆离散对数的计算困难性。ECC算法相比于RSA算法，在提供相当