MD5 AES RSA 和数据加密传输

网络传输数据时会面临数据被 窃听、篡改、仿冒。这三种攻击方式，分别会破坏消息的私密性、完整性和通信双方的互信。

一 单向加密 哈希HASH散列 严格意义上不算一种加密算法
MD5(Message Digest algorithm 5):消息摘要算法
SHA(Secure Hash Algorithm):安全散列算法
HMAC(Hash Message Authentication Code):散列消息鉴别码 给定一个密钥，对明文进行密钥拼接,并且做"两次散列"，得到32位结果。
CRC(Cyclical Redundancy Check):循环冗余码校验

MD5加密的特点：
MD5Hash算法的特点：
1：输入任意长度的信息，经过摘要处理，输出为32位字符（128位）的信息.（数字指纹）
2：不同输入产生不同的结果，（唯一性）
3：根据128位的输出结果不可能反推出输入的信息(不可逆)

不可逆运算
对不同的数据加密的结果是定长的32位字符（不管文件多大都一样）
对相同的数据加密，得到的结果是一样的（也就是复制）。
抗修改性 : 信息“指纹”，对原数据进行任何改动,哪怕只修改一个字节,所得到的 MD5 值都有很大区别.
弱抗碰撞 : 已知原数据和其 MD5 值,想找到一个具有相同 MD5 值的数据(即伪造数据)是非常困难的.
强抗碰撞: 想找到两个不同数据,使他们具有相同的 MD5 值,是非常困难的

MD5 应用:
一致性验证：MD5将整个文件当做一个大文本信息，通过不可逆的字符串变换算法，产生一个唯一的MD5信息摘要，就像每个人都有自己独一无二的指纹,MD5对任何文件产生一个独一无二的数字指纹。

SHA
安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）主要适用于数字签名标准（Digital Signature Standard DSS）里面定义的数字签名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。对于长度小于2^64位的消息，SHA1会产生一个160位的消息摘要。当接收到消息的时候，这个消息摘要可以用来验证数据的完整性。在传输的过程中，数据很可能会发生变化，那么这时候就会产生不同的消息摘要。当让除了SHA1还有SHA256以及SHA512等。

SHA1有如下特性：不可以从消息摘要中复原信息；两个不同的消息不会产生同样的消息摘要。

MD5和SHA的比较
因为二者均由 MD4 导出，SHA-1 和 MD5 彼此很相似。相应的，他们的强度和其他特性也是相似，但还有以下几点不同：

对强行攻击的安全性
最显著和最重要的区别是 SHA-1 摘要比 MD5 摘要长 32 位。使用强行技术，产生任何一个报文使其摘要等于给定报摘要的难度对 MD5 是 2^128 数量级的操作，而对 SHA-1 则是 2^160 数量级的操作。这样，SHA-1 对强行攻击有更大的强度。

对密码分析的安全性
由于 MD5 的设计，易受密码分析的攻击，SHA-1 显得不易受这样的攻击。

速度
在相同的硬件上，SHA-1 的运行速度比 MD5 慢。

二、对称加密
优点：
算法公开，计算量小，加密速度快，加密效率高
缺点：
双方使用相同的钥匙，交换密钥时安全性得不到保证

1. DES(Data Encryption Standard)：数据加密标准(现在用的比较少，因为它的加密强度不够，能够暴力破解)
2. 3DES：原理和DES几乎是一样的，只是使用3个密钥，对相同的数据执行三次加密，增强加密强度。(缺点：要维护3个密钥，大大增加了维护成本)
3. AES(Advanced Encryption Standard)：高级加密标准，目前美国国家安全局使用的，苹果的钥匙串访问采用的就AES加密。是现在公认的最安全的加密方式，是对称密钥加密中最流行的算法。可以使用128、192 和 256 位密钥，

AES属于块加密（Block Cipher），块加密中有CBC、ECB、CTR、OFB、CFB等几种工作模式。常用的为CBC和ECB模式，
ECB模式
这种模式是将整个明文分成若干段相同的小段，然后对每一小段进行加密。
CBC模式
这种模式是先将明文切分成若干小段，然后每一小段与初始块或者上一段的密文段进行异或运算后，再与密钥进行加密。
需要注意的是CBC模式需要传一个16位的向量值，不传的话，默认为空，空的话就属于ECB模式。

三、非对称加密
RSA(设计者的名字命名-Ron Rivest, AdiShamir、Leonard Adleman)
DSA(Digital Signature Algorithm):数字签名
ECC 椭圆曲线密码术

为了保证传输的公钥安全，通常需要 CA(Certification Authority) 证书认证使通信双方能够互信

简介：

1. 对称加密算法又称现代加密算法。
2. 非对称加密是计算机通信安全的基石，保证了加密数据不会被破解。
3. 非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥(publickey) 和私有密(privatekey) 1024位、2048位或者更长
4. 公开密钥和私有密钥是一对

如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密。
如果用私有密钥对数据进行加密，只有用对应的公开密钥才能解密。

特点：
算法强度复杂，安全性依赖于算法与密钥。
加密解密速度慢。

与对称加密算法的对比：
对称加密只有一种密钥，并且是非公开的，如果要解密就得让对方知道密钥。
非对称加密有两种密钥，其中一个是公开的。

RSA应用场景：
由于RSA算法的加密解密速度要比对称算法速度慢很多，在实际应用中，通常采取
数据本身的加密和解密使用对称加密算法(AES)。
用RSA算法加密并传输对称算法所需的密钥。

总结
1 在数据传输过程中通常需要用 RSA 来建立互信链接,接收方把生成的公钥(Public key)发送给发送方,发送方把密钥(d)和数字签名的密钥(m)通过公钥(Public key)加密后发送给接收方，接收方通过私钥(Private key) 解密获取密钥(d)和数字签名的密钥(m)

2 发送方用 AES 加密，通过密钥(d)对明文进行加密，得到密文(CT)，同时用数字签名的密钥(m)对明文进行数字签名，得到32位的信息摘要(IS),然后把密文(CT)和信息摘要(IS)发送给接收方。

3 接受方收到密文(CT)和信息摘要(IS)后，用密钥(d)对密文进行解密得到明文，然后用数字签名的密钥(m)对明文从新签名，把得到的结果与信息摘要(IS)进行比对，如果一致则数据完整可信，否则数据被不可信，从新链接