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哈尔滨工业大学-计算机网络安全
计算机网络安全
授课教师：张 玥
学院：软件学院
学生：周宇
学号： 1093710219
时间： 2011\10\21
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哈尔滨工业大学-计算机网络安全
目录
作业 1
前言：
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对称加密
............................................................................................................................... 3
概述........................................................................................................................................... 3
特性........................................................................................................................................... 5
应用........................................................................................................................................... 5
加密算法简介 ........................................................................................................................... 6
非对称加密（公钥、私钥）
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概述........................................................................................................................................... 7
特性........................................................................................................................................... 7
应用........................................................................................................................................... 8
加密算法简介 ........................................................................................................................... 8
非对称加密算法与对称加密算法的区别
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作业 3
前言：
对加密技术的小感悟：
最近有个小项目需要提供注册码功能， 当时对我来说是很纠结的。 因
为反编译总是有可能的，任何人得到源代码后都有可能将软件破解。
可在最近对对称加密和非对称加密的研究中， 我发现如果用对称加密
做用户的身份验证，而同时把公钥、私钥技术应用于注册码验证，以
上的困难就迎刃而解了。 因为私钥的所有人是我， 既是反编译拿到源
代码也无法知道我的私钥，从而保证软件版权。
对称加密
概述
对称加密算法是应用较早的加密算法， 技术成熟。在对称加密算法中，
数据发信方将明文 （原始数据） 和加密密钥一起经过特殊加密算法处
理后，使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后，若想
解读原文，则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进
行解密，才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中，使用的密钥
只有一个，发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密，这就
要求解密方事先必须知道加密密钥。对称加密算法的特点是算法公
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开、计算量小、加密速度快、加密效率高。不足之处是，交易双方都
使用同样钥匙，安全性得不到保证。此外，每对用户每次使用对称加
密算法时， 都需要使用其他人不知道的惟一钥匙， 这会使得发收信双
方所拥有的钥匙数量成几何级数增长， 密钥管理成为用户的负担。 对
称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难， 主要是因为密钥管理
困难，使用成本较高。 在计算机专网系统中广泛使用的对称加密算法
有 DES、IDEA 和 AES。
传统的 DES 由于只有 56 位的密钥，因此已经不适应当今分布式
开放网络对数据加密安全性的要求。 1997 年 RSA 数据安全公司发起
了一项 “DES 挑战赛 ”的活动，志愿者四次分别用四个月、41 天、56
个小时和 22 个小时破解了其用 56 位密钥 DES 算法加密的密文。即
DES 加密算法在计算机速度提升后的今天被认为是不安全的。
AES是美国联邦政府采用的商业及政府数据加密标准，预计将在未
来几十年里代替 DES在各个领域中得到广泛应用。AES提供 128位密
钥，因此， 128位 AES的加密强度是 56位 DES加密强度的 1021倍还
多。假设可以制造一部可以在 1秒内破解 DES密码的机器，那么使用
这台机器破解一个 128位 AES密码需要大约 149亿万年的时间。（更
深一步比较而言，宇宙一般被认为存在了还不到 200亿年） 因此可以
预计，美国国家标准局倡导的 AES即将作为新标准取代 DES。
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特性
对称算法的加密和解密表示为：
Ek(M)=C
Dk(C)=M
这种算法具有如下的特性：
Dk(Ek(M))=M
由算法原理所决定的， 加密密钥是能够从解密密钥中推算出来， 反过
来也成立。在大多数对称算法中，加密解密密钥是相同的。这些算法
要求发送者和接收者在安全通信之前， 商定一个密钥。对称算法的安
全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加密解
密。只有保密需要的通信，密钥才能保密。
应用
当网站需要向 Cookies 里面写重要的数据的时候可以使用对称加密算
法，需要用到 Cookie 中的数据的时侯再解密密文，得到说要用的数
据。
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加密算法简介
由于MD5 不可逆算法比较经典，所以在文中主要介绍了 MD5 算法。
MD5 或者说 HASH 值是一种不可逆的算法。如果需要从密文还原成
明文，那么就需要对称和非对称这两类可逆算法。
首先，简单介绍下这两类算法。图 2-1 是对称算法的示意图：
图 2-1 对称算法
在对称算法中，首先需要发送方和接收方协定一个密钥 K。K 可以是
一个密钥对，但是必须要求加密密钥和解密密钥之间能够互相推算出
来。在最简单也是最常用的对称算法中，加密和解密共享一个密钥。
上图中，我们为了简单期间，使用的就是一个密钥。密钥 K 为了防
止被第三方获取，可以通过一个秘密通道由发送方传送给接收方。 当
然，这个秘密通道可以是任何形式，如果觉得可以，你甚至可以寄送
一封邮件给对方告诉他密钥。
对称加密中明文通过对称加密成密文， 在公开通道中进行传输。这个
时候，即便第三方截获了数据，由于他没有掌握密钥，也是解密不了
密文的。
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非对称加密（公钥、私钥）
概述
非对称加密（又称不对称加密） 使用两把完全不同但又是完全匹配的
一对钥匙—公钥和私钥。 在使用不对称加密算法加密文件时， 只有使
用匹配的一对公钥和私钥， 才能完成对明文的加密和解密过程。 加密
明文时采用公钥加密， 解密密文时使用私钥才能完成， 而且发信方（加
密者）知道收信方的公钥，只有收信方（解密者）才是唯一知道自己
私钥的人。 不对称加密算法的基本原理是， 如果发信方想发送只有收
信方才能解读的加密信息， 发信方必须首先知道收信方的公钥， 然后
利用收信方的公钥来加密原文； 收信方收到加密密文后， 使用自己的
私钥才能解密密文。显然， 采用不对称加密算法，收发信双方在通信
之前， 收信方必须将自己早