1️⃣Классификация алгоритмов шифрования.

Алгоритмы шифрования можно классифицировать по разным критериям, например, по способу использования ключа, обратимости процессов шифрования и дешифрования и т. д. Вот некоторые из основных методов классификации:

1. Симметричное шифрование и асимметричное шифрование.

• Симметричное шифрование（Symmetric Шифрование): шифрование и дешифрование используют один и тот же ключ. Этот метод шифрования работает быстро, но распределение ключей и управление ими затруднены. Обычное Симметричное шифрованиеалгоритмиметьAES、DES、3DES и т. д.
• Нет Симметричное шифрование（Asymmetric Шифрование): используйте пару ключей, а именно открытый ключ и закрытый ключ. Открытый ключ используется для шифрования данных, а закрытый ключ используется для расшифровки данных. Несимметричное шифрование Безопасность выше, но скорость шифрования и дешифрования относительно медленная. Обычное несимметричное алгоритм шифрования включает RSA, ECC (шифрование эллиптической кривой) и т. д.

2. Блочное шифрование и шифрование потока.

• блочное шифрование（Block Шифр): Разделение открытого текста на блоки фиксированного размера, каждый блок шифруется независимо. блочное шифрованиеалгоритм Подходящийшифрование Многоданные,общийблочное шифрованиеалгоритмиметьAES、DESждать。
• шифрование потока（Stream Шифр): Побайтовое или побитовое шифрование открытого текста. шифрование потокалгоритм подходит для шифрования потоковых данных, например, для связи в реальном времени. Общее шифрование потокаалгоритмиметьRC4ждать。

3. Обратимое и необратимое шифрование.

• Обратимое шифрование（Reversible Шифрование): Зашифрованный текст после шифрования может быть восстановлен до исходного открытого текста путем расшифровки алгоритма. Симметричное шифрование和Нет Симметричное шифрование Все принадлежат Обратимое шифрование。
• Нет Обратимое шифрование（Irreversible Шифрование): Зашифрованный текст после шифрования не может (или чрезвычайно сложно) быть восстановлен до исходного открытого текста с помощью алгоритма дешифрования. Обычное не Обратимое шифрованиеалгоритм имеет серии MD5, SHA и т. д., которые обычно используются для проверки целостности данных и хранения паролей.

Вставьте сюда описание изображения

2️⃣Общие алгоритмы шифрования

1. AES（Advanced Encryption Standard）

Алгоритм шифрования AES — это широко используемый алгоритм симметричного шифрования, который предоставляет три варианта длины ключа: 128 бит, 192 бита и 256 бит для адаптации к различным потребностям безопасности. В процессе шифрования AES открытый текст делится на блоки фиксированного размера, и для шифрования каждого блока используется ключ. Поскольку алгоритм AES обладает преимуществами высокой эффективности, безопасности и гибкости, он широко используется в различных сценариях безопасности, таких как сетевая связь, хранение данных и т. д.

В Java шифрование и дешифрование AES можно реализовать с помощью класса javax.crypto.Cipher. Вам необходимо указать алгоритм шифрования, режим работы, метод заполнения и другие параметры, а также предоставить ключ и вектор инициализации (IV) для выполнения операций шифрования и дешифрования.

2. RSA（Rivest-Shamir-Adleman）

RSA — это классический алгоритм асимметричного шифрования, обеспечивающий безопасность, основанную на сложности задач декомпозиции большого числа. В алгоритме шифрования RSA открытый ключ используется для шифрования данных, а закрытый ключ используется для расшифровки данных. Из-за математической связи между открытым и закрытым ключами только закрытый ключ может расшифровать данные, зашифрованные открытым ключом, и наоборот. Таким образом, алгоритм RSA очень безопасен.

В Java вы можете использовать класс java.security.KeyPairGenerator для генерации пар ключей RSA и класс javax.crypto.Cipher для операций шифрования и дешифрования. Следует отметить, что алгоритм шифрования RSA имеет низкую производительность при обработке больших объемов данных, поэтому его обычно используют для шифрования небольших объемов данных или для цифровых подписей и других сценариев.

3. ECC（Elliptic Curve Cryptography）

ECC — это технология шифрования с открытым ключом, основанная на математике эллиптических кривых. По сравнению с RSA, ECC требует более короткой длины ключа, обеспечивая при этом те же характеристики безопасности, поэтому шифрование и дешифрование выполняются быстрее. Это делает ECC более подходящим для сред с ограниченными ресурсами, таких как мобильные устройства и встроенные системы.

В Java для поддержки алгоритма шифрования ECC можно использовать сторонние библиотеки, такие как Bouncy Castle. Эти библиотеки предоставляют богатые API и классы инструментов, что позволяет относительно легко реализовать шифрование и дешифрование ECC в Java.

4. DES (стандарт шифрования данных) и 3DES.

DES — это старая версия Симметричного. шифрованиеалгоритм,Он использует 56-битный ключ для шифрования 64-битного открытого текста. Однако,Поскольку длина ключа DES короче,Уязвимы к атакам грубой силы,Поэтому это уже не Безопасность. В целях повышения безопасности,люди поднялиАлгоритм шифрования 3DES,Он выполняет три операции DESшифрования открытого текста, используя три разных ключа. Это увеличивает длину ключа и сложность алгоритма.,Тем самым повышая безопасность секса.

Хотя 3DES более безопасен, чем DES, из-за более медленной скорости шифрования и дешифрования и более сложного управления ключами, AES обычно является лучшим выбором в некоторых сценариях с высокими требованиями к производительности и безопасности.

5. Алгоритм хеширования и алгоритм кода аутентификации сообщения (MAC).

Помимо алгоритмов симметричного и асимметричного шифрования, Java также поддерживает алгоритмы хэширования и алгоритмы кода аутентификации сообщений (MAC). Эти алгоритмы обычно используются в таких сценариях, как проверка целостности данных и хранение паролей.

5.1. Алгоритм хеширования (например, серии MD5, SHA).

Алгоритмы хеширования отображают сообщения произвольной длины в хэш-значения фиксированной длины. Алгоритм хэширования необратим, то есть исходные данные невозможно восстановить по значению хеш-функции. Это делает алгоритмы хеширования очень полезными в таких сценариях, как хранение и проверка паролей. Распространенные алгоритмы хеширования включают MD5, SHA-1, SHA-256 и т. д. Однако следует отметить, что доказано, что MD5 и SHA-1 имеют уязвимости безопасности, поэтому в сценариях, требующих высокого уровня безопасности, следует использовать более безопасные алгоритмы хеширования (такие как SHA-256 или SHA-3).

В Java хеш-значения можно рассчитать с помощью класса java.security.MessageDigest. Вам необходимо указать используемый алгоритм хеширования и предоставить необработанные данные, на основе которых будет рассчитываться значение хеш-функции. Затем класс MessageDigest вычислит соответствующее значение хеш-функции и вернет его вам.

5.2. Алгоритм кода аутентификации сообщения (MAC) (например, HmacMD5, HmacSHA1 и т. д.).

Алгоритм кода аутентификации сообщения (MAC) использует ключ и сообщение для генерации значения MAC фиксированной длины. Алгоритм MAC обычно используется для проверки целостности и подлинности сообщений. В отличие от алгоритмов хеширования, алгоритмам MAC требуется ключ для генерации значения MAC. Это означает, что только тот, кто знает ключ, может проверить целостность и подлинность сообщения. Общие алгоритмы MAC включают HmacMD5, HmacSHA1 и т. д. Эти алгоритмы сочетают в себе хеш-функции и криптографию ключей для обеспечения большей безопасности. В Java вы можете использовать класс javax.crypto.Mac для реализации операций расчета и проверки алгоритма MAC. Вам необходимо указать используемый алгоритм MAC, предоставить ключ и данные сообщения, а также вызвать соответствующие методы для создания или проверки значения MAC.

3️⃣Выбор алгоритма шифрования

В практических приложениях очень важно выбрать подходящий алгоритм шифрования. Вам необходимо выбрать подходящий алгоритм шифрования и схему управления ключами, исходя из ваших конкретных потребностей в безопасности и требований к производительности. Вот несколько предложений:

1. Для сценариев, требующих большого объема шифрования и высоких требований к производительности, можно выбрать Симметричное. шифрованиеалгоритм（нравитьсяAES）。Симметричное Алгоритм шифрования и скорость дешифрования высоки, подходят для обработки больших объемов данных. Однако вам необходимо обратить внимание на распределение ключей и управление ими, чтобы гарантировать подлинность ключей.
2. Для сценариев, в которых распределение ключей и управление ими затруднены, можно выбрать несимметричное шифрованиеалгоритм（нравитьсяRSA）。Нет Симметричное Алгоритм шифрования использует открытые ключи и закрытые ключи для выполнения операций шифрования и дешифрования. Открытый ключ может распространяться публично, а закрытый ключ хранится у самого пользователя. Это снижает риск компрометации ключей. Однако несимметричное Алгоритм шифрования и скорость дешифрования медленны и не подходят для обработки больших объемов данных. Поэтому в практических приложениях Симметричное обычно шифрованиеалгоритм和Нет Симметричное Используйте в сочетании с шифрованием для достижения большей стабильности и производительности. Например, вы можете использовать несимметричное шифрованиеалгоритм Приходитьшифрование Симметричное ключ шифрованияалгоритма (называемый сеансовым ключом), а затем используйте Симметричное Алгоритм шифрования приходит к шифрованию фактических данных. Таким образом, вы можете воспользоваться Симметричное. Высокопроизводительные функции шифрованияалгоритма могут обеспечить безопасность ключа.
3. Для сценариев, когда вам необходимо проверить целостность и подлинность сообщения, вы можете выбрать алгоритм хеширования или метод кода аутентификации сообщения (MAC). Хэш-метод может использоваться для генерации цифрового отпечатка (значения хеш-функции) данных, используемого для проверки целостности данных; MAC-алгоритм может использоваться для генерации кода аутентификации (значения MAC) сообщения, используемого для проверки подлинности и целостность сообщения. Этот алгоритм может помочь вам гарантировать, что данные не были подделаны или подделаны во время передачи и хранения.
4. При выборе алгоритма шифрования вам также необходимо учитывать такие факторы, как гибкость, производительность и совместимость алгоритма. Вам следует выбирать алгоритм, который был широко проверен и признан, и избегать использования алгоритма, который, как доказано, имеет уязвимости безопасности (например, MD5, SHA-1 и т. д.). В то же время также необходимо сосредоточиться детали реализации алгоритма шифрования и возможные уязвимости безопасности для обеспечения безопасности данных.
5. Наконец, важно отметить, что шифрованиеалгоритм является лишь одним из средств обеспечения безопасности данных. В практических приложениях также необходимо сочетать другие меры безопасности (такие как контроль доступа, аутентификация, резервное копирование данных и т. д.) для совместного обеспечения безопасности.

4️⃣Резюме

В практических приложениях вам необходимо выбирать подходящие алгоритмы шифрования и решения по управлению ключами, исходя из конкретных потребностей безопасности и требований к производительности. В то же время вам также следует обратить внимание на детали реализации алгоритма шифрования и возможные уязвимости безопасности для обеспечения безопасности данных.