在 5 分鐘或更短時間內解釋對稱加密

對稱加密是一種快速且安全的加密類型，它使用單個密鑰進行加密和解密。

加密是將人類可讀的信息轉換為一種稱為密文的加擾的、不可讀的格式的過程。 這樣做是為了防止未經授權的人訪問敏感信息。

為了加密數據，加密算法使用隨機位串將數據打亂為無法理解的形式。 用於加密數據的隨機位串稱為加密密鑰。

2009 年 2 月，Dave Crouse 注意到他的銀行賬戶中有可疑交易。 首先，低於 40 美元的小額交易引起了懷疑，但並沒有驚動他。 然而，六個月後，事情變得糟糕起來。 交易額在一天內增長到 500 美元、600 美元，有時總額在 2800 美元到 3200 美元之間。

在不到六個月的時間裡，Crouse 因惡意攻擊者損失了 900,000 美元，並額外損失了 100,000 美元試圖解決他陷入的混亂局面。

更糟糕的是，他的社會安全號碼、地址和電話號碼一直被用來開設銀行賬戶。 這一切都是因為他的個人數據被感染了他的計算機的惡意軟件竊取了。

克勞斯的案例並非個例。 許多人和組織遭受了代價高昂的數據洩露，這不僅導致關鍵數據丟失和服務中斷，而且造成巨大的經濟損失。

因此，確保敏感信息免受惡意攻擊非常重要。 一個很好的方法是通過對稱加密。

對稱加密

加密確保即使敏感信息落入壞人之手，未經授權的人員也無法理解。 有兩種加密類型：非對稱加密和對稱加密。

這兩者之間的區別在於用於加密和解密的密鑰。 在非對稱加密中，也稱為公鑰加密，有兩個密鑰，一個用於加密，另一個用於解密。

在對稱加密中，使用一個密鑰對加密數據進行加密和解密。 當雙方進行通信並使用對稱加密來加密他們的數據時，他們將使用相同的密鑰進行加密和解密。 這就是對稱加密也稱為共享密鑰加密的原因。

任何擁有密鑰的人都可以加密數據或將其解密回其原始形式。 因此，對未經授權的人保密此密鑰非常重要。 這也是為什麼對稱加密也被稱為秘鑰加密的原因。 對稱加密的安全性在於密鑰的保密性。

對稱加密的工作原理

對稱加密有兩種模式。 這些是流和塊模式。 在流模式下，每一位數據都被獨立加密並作為連續流傳輸。 在塊模式中，要加密的數據首先被分成 56、128、192 或 256 位的塊。 然後對這些塊進行加密和傳輸。

當雙方使用對稱加密時，使用高級加密標準 (AES) 等對稱加密算法生成對稱密鑰。 然後，該密鑰在通信各方之間共享。

這可以通過密鑰協商協議來完成，例如橢圓曲線 Diffie-Hellman 臨時協議 (ECDH) 或密鑰封裝機制，其中對稱密鑰由提供的公鑰加密並傳輸。

另一種共享對稱密鑰的方法是通過替代通信媒介，例如郵政電子郵件、電話或一對一會議。

一旦授權方收到密鑰，現在就可以安全地傳輸數據。 發件人首先決定他們喜歡的加密模式，流式或塊式，並將數據加密成不可讀的密文。 然而，塊模式加密是對稱加密的更現代和流行的選擇。

然後將加密數據傳輸到預期的接收方。 在收到密文形式的共享數據後，接收方使用商定的密鑰將密文轉換回可讀格式。 這稱為解密。

對稱加密算法

一些常見的對稱加密算法包括：

#1。 數據加密標準 (DES)

DES 由 IBM 在 1970 年代初期開發，旨在提供一種易於使用和實施的安全數據加密方式。

DES 將數據分成 64 位的塊位，並使用 56 位密鑰對數據進行加密。 然而，DES 被認為不太安全，NIST 將其作為加密標準撤回。

56 位密鑰長度創建於處理能力有限的 70 年代，不是問題。 但是，現代計算機可以暴力破解 56 位密鑰。 這就是美國國家標準與技術研究院 (NIST) 不推薦使用它的原因。

#2。 三重數據加密標準(3DES, TDES)

TDES 基於 DES。 它的開發是為了解決 DES 的主要弱點，即密鑰長度較短。 TDES 通過將數據分成 64 位信息塊並對塊應用 DES 三次來解決這個問題。 這會將 DES 使用的 56 位密鑰三倍化為更安全的 168 位密鑰。

儘管該算法仍在使用，但 NIST 已禁止在 2023 年 12 月 31 日之後使用該算法，因為出於安全考慮，因為 TDES 容易受到暴力破解。

#3。 高級加密標準(AES)

這是互聯網上最流行的對稱算法。 它比其他對稱加密算法更安全。 AES 是作為 DES 的替代品和解決方案而開發的。

AES 基於替換置換網絡並使用塊加密模式。 數據被分成 128 位的塊，然後一次加密一個塊。

AES 使用 128、192 或 256 位的密鑰長度。 AES 非常安全，以至於它被用來保護來自軍事機構、銀行、醫院和政府的非常敏感的信息。

2001 年，NIST 宣布 AES 為美國政府使用的新標準。 AES 從此成為最流行和最常用的對稱算法。

對稱加密：注意事項

使用對稱加密時，您需要考慮幾件事情。 這些都是：

密鑰管理

對稱加密的一個關鍵弱點在於其密鑰的生成方式、分發給授權方以及安全存儲的方式。 因此，在使用對稱加密時，您必須有有效的密鑰管理策略，以確保密鑰得到安全管理、定期更改和不被過度使用。

合規性

使用的對稱算法需要符合規定。 例如，雖然 TDES 仍在使用中，但其在 2023 年 12 月 31 日之後的應用將不符合規定。 另一方面，使用 DES 等算法是完全違反規定的。 但是，AES 是兼容的。

密鑰長度

對稱加密的安全性與所用密鑰的長度直接相關。 選擇長度較短的加密密鑰可能容易受到導致數據洩露的暴力攻擊。

使用的算法類型

每種對稱算法都有其優點、缺點和適用的設備。 使用對稱加密時，重要的是要考慮用於確保它為加密數據提供最高安全性的算法。

通過考慮所有這些因素，用戶可以正確選擇算法和密鑰管理實踐，以確保對稱加密滿足他們的安全需求。

對稱與非對稱加密

兩者的區別包括：

現代設備中同時使用對稱和非對稱加密，因為在某些情況下，其中一個是比另一個更好的選擇。

對稱加密：好處

使用對稱加密有幾個優點。 這包括：

安全

對稱加密非常安全。 例如，在實施 NIST 推薦的對稱加密算法 AES 時，即使使用現代計算機，使用暴力破解密鑰也需要數十億年的時間。 這意味著如果使用得當，對稱加密是非常安全的。

速度

對稱加密算法計算量不大，易於使用。 這具有使對稱加密非常快的好處，使其成為保護大量數據的理想選擇。

合規性

由於安全是任何企業的一個重要方面，因此遵守現有法規以避免處罰和違規非常重要。 AES 等對稱加密算法已被 NIST 等標準機構接受，這使得使用 AES 算法的對稱加密的組織符合安全法規。

較低的計算要求

對稱加密不需要大量的計算資源，因此即使在處理資源有限的情況下也可以使用。

如果您在選擇加密方法時考慮速度、安全性、合規性和低處理很重要，那麼對稱加密將是一個極好的選擇。

對稱加密：缺點

對稱加密的一個主要缺點是必須安全地共享加密密鑰。 對稱加密的安全性與用戶安全共享加密密鑰的能力掛鉤。 即使只有一部分密鑰被洩露，攻擊者也有可能重建整個密鑰

如果加密密鑰落入壞人之手，後果可能是災難性的，因為惡意行為者可以訪問使用該密鑰加密的所有數據。 如果用戶的密鑰被洩露，這會使用戶遭受更大的損失。

撇開它的缺點不談，對稱加密仍然是保護數據的好方法，尤其是當你想保護靜態數據時。

加密：學習資源

要了解有關對稱加密的更多信息，請考慮瀏覽以下資源：

#1。 對稱加密-算法、分析與應用

這本書面向研究生、研究人員和執業專業人員，規定了不同的對稱加密技術，這些技術與數據和計算機系統的安全性有很大關係。

預習	產品	評分	價格
	對稱加密-算法、分析與應用：基於低能耗的安全	暫無評分	$105.00	在亞馬遜上購買

在涵蓋和分析各種對稱加密技術及其用法之前，本書以讀者在對稱加密中會遇到的介紹性定義展開。

這本書包含許多有助於分解和說明復雜概念的示例，對於任何有興趣將其對稱加密知識提升到一個新水平的人來說都是一本很好的讀物。

#2。 對稱密鑰算法

本書非常適合希望一站式服務的初學者以通俗易懂的方式了解各種對稱加密算法。

預習	產品	評分	價格
	對稱密鑰算法	暫無評分	6.00 美元	在亞馬遜上購買

本書涵蓋了密碼學中使用的所有詞彙，並提供了示例來補充對概念的解釋。 然後進一步分解對稱加密的構建塊，提供插圖和簡明易懂的解釋。

強烈推薦有興趣廣泛學習密碼學和加密技術而不深入研究該主題中困難概念的讀者閱讀本書。

#3。 密碼學：學習所有加密算法

對於任何有興趣學習密碼學，尤其是對稱和非對稱加密的人來說，本 Udemy 課程都是不錯的選擇。 該課程簡要介紹了加密，並使學習者熟悉他們在學習加密時可能遇到的所有術語。

然後，它探討了針對加密數據的不同類型的攻擊，並涵蓋了可用於防止攻擊發生的密碼學技術。 在此基礎上，講師對密碼進行了深入研究，並涵蓋了用於加密的不同類型的密碼。

#4。 專業加密和密碼學

對於任何有興趣涉足加密和密碼學的人來說，這個 Udemy 課程是物有所值的最佳選擇。 本課程假定學習者對密碼學和加密完全陌生，因此，它首先介紹密碼學、信息論和加密的構建塊。

然後進入中級主題，涵蓋對稱和非對稱加密算法以及散列函數和算法。 它還包括更高級的概念，例如後量子密碼學、環簽名、安全多方計算和零知識證明。

結論

對稱加密對於保護傳輸中和靜態數據非常有用。 為了保護自己免受代價高昂的數據洩露，請考慮使用對稱加密來加密數據，這不會影響存儲設備的速度或增加對處理能力的需求。

要了解有關對稱加密的更多信息，請考慮閱讀推薦書籍或參加推薦課程。

您還可以探索雲加密、其類型和 Google Cloud 部署。