安全防御之密码技术

密码学是信息安全的基础技术之一，是达到信息系统安全等级保护要求的核心技术支持，在身份验证、访问控制、文件加密、数据加密和安全传输中都得到广泛应用。其核心目标是保证信息的机密性、完整性和可用性。
密码学包括加密和解密两个部分。一般过程是：发送方通过加密算法，将可读的文件（明文）变换成不可理解的乱码，即密文，然后传输给接收方；接收方接收密文之后，通过解密算法进行解密，获得明文。密码技术的实施过程，支持等级保护在机密性、完整性、认证性和非否认性等方面的要求。

一、加密技术分类

按照密钥的特点可将密码学分为两类：对称密码算法和非对称密码算法。相应地，对数据加密的技术分为两类，即对称加密技术和非对称加密技术。

1、对称加密技术

对称加密技术的基本特征是加密密钥和解密密钥相同，典型代表是数据加密标准（DES）、国际数据加密算法（IDEA）。实施过程如下：
（1）发送方发送明文消息前，首先获得一个密钥，该密钥可以由发送方生成并通过安全的渠道送到接收方，或者由可信的第三方生成，分发给发送方和接收方；
（2）发送方使用密钥将要发送的消息加密并传输给接收方；
（3）接收方接收密文，使用密钥进行解密获得明文。
对称加密算法使用起来简单快捷，加密、解密处理速度快、保密度高，适合对数据量比较大的文件进行加密。但是在密钥管理与分发、数字签名等方面存在较为明显的问题：
（1）会话双方密钥难以统一；在多人通信时，同时产生的密钥数量庞大，难以管理。
（2）密钥必须妥善安全地发送到接收方，分发过程十分复杂，花费代价高。
（3）密钥不具有唯一性，易于伪造。
国产对称加密算法包括SM1、SM4等。
SM1是国家密码管理局公布的分组密码，主要应用于SSL/TLS握手过程中的DH密钥交换，也可用于数据加密和数字签名。
SM4是一种分组密码，其分组长度为128位，密钥长度为128位、192位或256位。SM4算法基于Feistel结构，具有较高的安全性。

2、非对称加密技术

非对称加密技术的原理是加密密钥和解密密钥不同，其中一个密钥用来加密，另一个密钥用来解密，典型代表是RSA算法。非对称加密技术通过特定的算法生成一个密钥对，一个密钥不能公开，叫做私钥，另一个可以公开，叫做公钥。同时，非对称加密技术的加密算法和解密算法是公开的，具体实施过程如下：
（1）发送方通过私钥和加密算法对发送的消息进行加密，然后传输；
（2）接收方接收密文，使用发送方公开的公钥和解密算法进行解密，获得明文。
非对称加密体制相对对称加密体制而言，具有以下优势：
（1）消除了会话用户双方交换密钥的需要。
（2）每个用户拥有特定的密钥，密钥数量少，便于管理，同时实现了身份认证。
但是非对称加密体制加密和解密花费时间长、速度慢，不适合对数据量比较大的文件加密，更适用于对少量数据进行加密。
国产非对称加密算法主要包括SM2和SM9。
SM2算法是一种基于椭圆曲线密码的公钥密码算法标准，其安全性相较于RSA算法更高，且具有更高的运算速度，适用于数字签名、密钥协商和加密等场景。SM2算法已成为我国无线局域网国家标准的商用密码算法，并被应用于WAPI无线网络中。
SM9算法则是一种基于标识的密码算法，将用户的身份标识作为公钥，从而省去了证书管理的复杂性。SM9算法包括数字签名、密钥交换和密钥封装等协议，可以应用于多种安全场景，如网络安全、移动支付等。

二、密码技术在安全防御中的作用

在安全防御中，密码技术的主要作用如下：

1. 信息加密：通过加密算法将明文信息转换为密文信息，保证信息在传输过程中不被窃取或篡改。常见的加密算法包括对称加密算法（如AES、DES、SM1、SM4）和非对称加密算法（如RSA、ECC、SM2、SM9）。

2. 数字签名：利用密码技术对数据进行签名，验证数据的完整性和来源。数字签名可以防止数据被篡改或伪造，广泛应用于身份认证、电子签章等领域。

3. 身份认证：通过密码技术对用户进行身份验证，确保只有合法用户能够访问敏感数据或资源。常见的身份认证方式包括用户名/密码认证、动态令牌认证、多因素认证等。

4. 访问控制：利用密码技术对访问者进行权限控制，确保只有授权用户能够访问特定资源。访问控制通常与身份认证相结合，实现基于角色的访问控制（RBAC）。

5. 安全审计：通过密码技术记录和审计安全事件，及时发现和应对安全威胁。安全审计可以帮助组织机构了解其安全状况，发现潜在的安全风险，并及时采取措施进行防范。

密码技术在安全防御中扮演着至关重要的角色。通过合理应用密码技术，可以有效提高组织机构的信息安全水平，保护敏感数据和资源的安全。

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原文始发于微信公众号（fullbug）：安全防御之密码技术