數(shù)據(jù)加密(數(shù)據(jù)庫)

時間：2022-11-15 14:30:02 | 來源：信息時代

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    數(shù)據(jù)加密 : 在數(shù)據(jù)處理中,為了保密起見,設(shè)法將一些不宜公開的、需要保密的敏感數(shù)據(jù)(sensitive data)進行適當?shù)淖儞Q,使之成為“面目全非”的密碼數(shù)據(jù)的過程。數(shù)據(jù)加密把原始形式的數(shù)據(jù)(明文plaintext)變成外觀含義變得很難理解形式的數(shù)據(jù)(密文cipher text)。它的一個逆過程,即把密文變回明文的過程稱為數(shù)據(jù)解密(data decryption)。數(shù)據(jù)加密/解密維護了數(shù)據(jù)庫的保密性,數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)以密碼形式存儲和傳輸,使得不懂密碼的入侵者無法讀懂所看到的數(shù)據(jù),所以,數(shù)據(jù)加密/解密是數(shù)據(jù)庫安全性保證的一種重要手段。
1.加密/解密算法
明文與密文之間的變換稱為加密/解密算法(encryption/decryption algorithms)。算法中的一個關(guān)鍵輸入?yún)?shù)稱為加密/解密密鑰(encryption/decryption key)。加密和解密的密鑰可以是相同的,也可以是成對的。
數(shù)據(jù)加密的基本算法主要有兩種: 代替法(substitution method)使用密鑰將明文中的每一個字符轉(zhuǎn)換為密文中的一個字符,其目的是將某些位模式替換成其他模式來制造混亂;置換法(transposition method)將明文中的每一個字符按不同的順序重新排列,其目的是把數(shù)據(jù)或密鑰擴散到整個密文中,從而破壞已經(jīng)確定的模式。
2. 公鑰體制
公鑰體制(public key system)是一種具有公開密鑰的加密體制。每個用戶都有兩個相互為逆的密鑰:一個公開密鑰和一個私有密鑰,用戶可以公布其公開密鑰。用戶能夠用他的私有密鑰對別人用相應(yīng)的公開密鑰加密的數(shù)據(jù)進行解密; 也可以用他的私有密鑰加密報文,該報文只能用相應(yīng)的公開密鑰才能被解密。公鑰體制的這兩個特性表示公開密鑰和私有密鑰可以交替使用。理想情況下,解密函數(shù)D可適用于任何自變量,所以可以先解密后加密。這意味著可以先用私有密鑰變換,然后再用公開密鑰變換。
3. RSA加密體制
RSA加密體制(RSA encryption system)的命名取自它的三位創(chuàng)始人的名字: Rivest、Shamir和Adelman。
RSA加密的算法的原理很簡單: 在加密和解密中將明文視為一個數(shù),然后取它的某一特定的方次。加密和解密能按任何次序進行,且多重加密互相可以交換。這些特性使得該算法非常理想,成為安全領(lǐng)域中最具代表性的加密算法之一,使用越來越廣泛。
4.數(shù)據(jù)加密標準
數(shù)據(jù)加密標準(data encryption standard,DES)又稱數(shù)據(jù)加密算法(DEA)。它是傳統(tǒng)密碼技術(shù)的兩種基本方法: 替換法和置換法巧妙的結(jié)合。它是由IBM公司設(shè)計和研制的一種數(shù)據(jù)加密方法,并于1976年11月23日被美國官方采納為數(shù)據(jù)加密標準。后來又曾被國際標準化組織采納為數(shù)據(jù)加密的國際標準。
DES能夠在發(fā)送者和接收者之間的信道上提供端到端的加密。DES算法通過應(yīng)用兩種基本加密技術(shù): 替換和置換技術(shù),來提高其加密強度。替換技術(shù)將某些位模式替換成其他模式來制造混亂; 置換技術(shù)通過重新排列來制造擴散效果。DES算法應(yīng)用替換和置換這兩個基本模塊16輪迭代來達到其加密強度,明文被加密成64位的塊,雖然密鑰是64位長的,但實際上密鑰可以是任意的56位數(shù)字。DES算法的一個重要特性是: 除了密鑰的施加順序相反外,其解密算法和加密算法是相同的。
5. 高級加密標準
高級加密標準(advanced encryption standards,AES)算法自公布之日起,就一直存在關(guān)于DES能夠提供多少安全性的爭議。即使是安全的算法也需要定期更換,在這個前提下,美國國家標準委員會(national institute of standards,NIST)已經(jīng)撤消了對DES的支持,并提出了高級加密標準(advanced encryption atandards,AES)。相對于DES算法的56位塊,AES算法使用了128位的塊,相對于DES算法的56位密鑰,AES算法可以使用128、192或者256位的密鑰。由此可見,與DES算法相比,AES算法引入了更多的可能密鑰,因此需要更長時間來破解。根據(jù)相關(guān)文獻給出了一個例子:確定一個130位的數(shù)是否為質(zhì)數(shù)只需花大約7分鐘; 而確定兩個63位質(zhì)數(shù)的乘積的兩個質(zhì)因子,則需要4×1016年。