對稱加密與非對稱加密

（一）對稱加密（symmetric cryptography）

對稱加密是最快速、最簡單的一種加密方式，加密（encryption）與解密（decryption）用的是同樣的金鑰（secret key）。對稱加密有很多種演算法，由於它效率很高，所以被廣泛使用在很多加密協議的核心當中。

對稱加密通常使用的是相對較小的金鑰，一般小於256 bit。因為金鑰越大，加密越強，但加密與解密的過程越慢。如果你只用1 bit來做這個金鑰，那黑客們可以先試著用0來解密，不行的話就再用1解；但如果你的金鑰有1 mb大，黑客們可能永遠也無法破解，但加密和解密的過程要花費很長的時間。金鑰的大小既要照顧到安全性，也要照顧到效率，是乙個trade-off。

2023年10月2日，美國國家標準與技術研究所（nist–american national institute of standards and technology）選擇了rijndael演算法作為新的高階加密標準（aes–advanced encryption standard）。.net中包含了rijndael演算法，類名叫rijndaelmanaged，下面舉個例子。

加密過程：

private string mydata = "hello";
private string mypassword = "opensesame";
private byte ciphertext;
private byte salt = ;
private void mnusymmetricencryption_click(object sender, routedeventargs e)
messagebox.show(string.format("data:encrypted and encoded:", mydata, environment.newline, convert.tobase64string(ciphertext)));
}private void movebytes(stream source, stream dest)
}

解密過程：

private void mnusymmetricdecryption_click(object sender, routedeventargs e)
var key = new rfc2898derivebytes(mypassword, salt);
// try to decrypt, thus showing it can be round-tripped.
var algorithm = new rijndaelmanaged();
algorithm.key = key.getbytes(16);
algorithm.iv = key.getbytes(16);
using (var sourcestream = new memorystream(ciphertext))
using (var destinationstream = new memorystream())
using (var crypto = new cryptostream(sourcestream, algorithm.createdecryptor(), cryptostreammode.read))
}

對稱加密的一大缺點是金鑰的管理與分配，換句話說，如何把金鑰傳送到需要解密你的訊息的人的手裡是乙個問題。在傳送金鑰的過程中，金鑰有很大的風險會被黑客們攔截。現實中通常的做法是將對稱加密的金鑰進行非對稱加密，然後傳送給需要它的人。

（二）非對稱加密（asymmetric cryptography）

非對稱加密為資料的加密與解密提供了乙個非常安全的方法，它使用了一對金鑰，公鑰（public key）和私鑰（private key）。私鑰只能由一方安全保管，不能外洩，而公鑰則可以發給任何請求它的人。非對稱加密使用這對金鑰中的乙個進行加密，而解密則需要另乙個金鑰。比如，你向銀行請求公鑰，銀行將公鑰發給你，你使用公鑰對訊息加密，那麼只有私鑰的持有人–銀行才能對你的訊息解密。與對稱加密不同的是，銀行不需要將私鑰通過網路傳送出去，因此安全性大大提高。

目前最常用的非對稱加密演算法是rsa演算法，是rivest, shamir, 和adleman於2023年發明，他們那時都是在mit。.net中也有rsa演算法，請看下面的例子：

加密過程：

private byte rsaciphertext;
private void mnuasymmetricencryption_click(object sender, routedeventargs e)
encrypted and encoded: ",
mydata, environment.newline,
convert.tobase64string(rsaciphertext)));
}

解密過程：

private void mnuasymmetricdecryption_click(object sender, routedeventargs e)
var rsa = 1;
// decrypt the data.
var cspparms = new cspparameters(rsa);
cspparms.flags = cspproviderflags.usemachinekeystore;
cspparms.keycontainername = "my keys";
var algorithm = new rsacryptoserviceprovider(cspparms);
var unencrypted = algorithm.decrypt(rsaciphertext, true);
messagebox.show(new unicodeencoding().getstring(unencrypted));
}

雖然非對稱加密很安全，但是和對稱加密比起來，它非常的慢，所以我們還是要用對稱加密來傳送訊息，但對稱加密所使用的金鑰我們可以通過非對稱加密的方式傳送出去。為了解釋這個過程，請看下面的例子：

（1） alice需要在銀行的**做一筆交易，她的瀏覽器首先生成了乙個隨機數作為對稱金鑰。

（2） alice的瀏覽器向銀行的**請求公鑰。

（3）銀行將公鑰傳送給alice。

（4） alice的瀏覽器使用銀行的公鑰將自己的對稱金鑰加密。

（5） alice的瀏覽器將加密後的對稱金鑰傳送給銀行。

（6）銀行使用私鑰解密得到alice瀏覽器的對稱金鑰。

（7） alice與銀行可以使用對稱金鑰來對溝通的內容進行加密與解密了。

（三）總結

（1）對稱加密加密與解密使用的是同樣的金鑰，所以速度快，但由於需要將金鑰在網路傳輸，所以安全性不高。

（2）非對稱加密使用了一對金鑰，公鑰與私鑰，所以安全性高，但加密與解密速度慢。

（3）解決的辦法是將對稱加密的金鑰使用非對稱加密的公鑰進行加密，然後傳送出去，接收方使用私鑰進行解密得到對稱加密的金鑰，然後雙方可以使用對稱加密來進行溝通。

對稱加密與非對稱加密

對稱加密與非對稱加密

對稱加密與非對稱加密

對稱加密與非對稱加密

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