软考高级架构师:信息加密技术概念和例题

2024-05-24 17:26:48 浏览数 (2)

作者:明明如月学长, CSDN 博客专家,大厂高级 Java 工程师,《性能优化方法论》作者、《解锁大厂思维:剖析《阿里巴巴Java开发手册》》、《再学经典:《Effective Java》独家解析》专栏作者。

一、AI 讲解

1.1 概念讲解

信息加密技术是信息安全中的核心技术之一,它通过数学算法将原始信息转换成无法直接读懂的密文,以保护信息的安全。信息加密技术主要分为对称加密和非对称加密两大类。

类型

定义

特点

常见算法

对称加密

加密和解密使用相同密钥的加密方式

● 密钥分发困难● 计算速度快,适合大量数据加密

AES、DES、3DES、Blowfish

非对称加密

加密和解密使用一对密钥(公钥和私钥)的加密方式。公钥负责加密,私钥负责解密

● 解决了密钥分发问题● 计算速度慢,适用于小量数据加密或密钥交换

RSA、ECC、ElGamal

对称加密

对称加密技术是最古老、最常用的加密方式。它的特点是加密和解密使用相同的密钥,因此,如何安全地将密钥从发送方传送到接收方成为其主要挑战。对称加密的算法通常运行速度快,适合加密大量数据。常见的对称加密算法包括AES(高级加密标准)、DES(数据加密标准)、3DES(三重数据加密算法)和Blowfish等。

非对称加密

非对称加密技术,又称公开密钥加密技术,使用一对密钥:公钥和私钥。公钥可以公开,任何人都可以用它来加密消息,但只有掌握私钥的接收方才能解密。这种方式有效解决了对称加密中的密钥分发问题。非对称加密的计算量大,速度较慢,通常用于加密小量数据或在对称加密中安全地交换密钥。常见的非对称加密算法包括RSA、ECC(椭圆曲线加密)和ElGamal等。

1.2 通俗讲解

好的,我们可以用一种通俗易懂的方式来理解对称加密和非对称加密的区别,就像是我们日常使用的两种不同的锁。

对称加密

想象一下,你有一个宝箱,你用一把锁来锁上它,然后你把钥匙复制了一份给你信任的朋友,这样你和你的朋友都可以用这把钥匙开锁。这就是对称加密的原理,即加密和解密使用的是同一把钥匙。

  • 优点:使用同一把钥匙进行加密和解密,过程简单,速度快,适合大量数据的加密处理。
  • 缺点:钥匙的传递存在风险,一旦钥匙丢失或被第三方获得,加密的信息就会泄露。
非对称加密

现在想象另一种情况,你有一个宝箱,这次你用了一把特殊的锁,这把锁有两把钥匙,一把是公钥,另一把是私钥。公钥是可以公开的,任何人都可以用它来锁上宝箱,但只有持有私钥的人才能打开它。这就是非对称加密的原理,加密和解密使用的是两把不同的钥匙。

  • 优点:安全性高,即使公钥被公开,没有私钥也无法解密信息。适用于传递加密信息和数字签名,确保信息的来源可靠性。
  • 缺点:加密和解密过程复杂,速度比对称加密慢,不适合大量数据的加密处理。

总结来说,对称加密就像是用一把钥匙既能锁上也能打开的锁,适用于大量数据加密,但安全性依赖于钥匙的保密;非对称加密则像是一把锁配两把钥匙,一把公开的锁上,一把私有的开锁,适用于安全性要求高的场合,如数字签名和加密传输。

1.3 具体算法

二、AI 出题

(1)题目
  1. 下列哪种加密技术使用一对密钥进行加密和解密?
    • A. 对称加密
    • B. 非对称加密
    • C. 哈希加密
    • D. 数字签名
  2. AES加密算法属于以下哪一类加密技术?
    • A. 对称加密
    • B. 非对称加密
    • C. 哈希加密
    • D. 数字签名
  3. 在非对称加密中,用于加密的密钥是什么?
    • A. 公钥
    • B. 私钥
    • C. 会话密钥
    • D. 数字证书
  4. 下列哪种算法不是对称加密算法?
    • A. DES
    • B. RSA
    • C. 3DES
    • D. AES
  5. ECC加密算法的特点是什么?
    • A. 计算速度快,适合大量数据加密
    • B. 生成的密钥长度较短,安全性较高
    • C. 使用相同的密钥进行加密和解密
    • D. 适合用于生成数字签名,而不是加密
  6. 对称加密和非对称加密相结合的加密模式,通常用于什么场景?
    • A. 纯文本传输
    • B. 密钥的安全交换
    • C. 哈希算法验证
    • D. 数字证书的颁发
  7. RSA算法中,公钥和私钥是如何生成的?
    • A. 通过对大质数的乘积进行加密计算
    • B. 使用相同的算法但不同的密钥
    • C. 通过对称加密算法生成
    • D. 随机选择两个密钥
  8. DES加密算法的密钥长度是多少?
    • A. 56位
    • B. 128位
    • C. 256位
    • D. 512位
  9. 非对称加密中,如果使用私钥加密,则必须使用什么来解密?
    • A. 私钥
    • B. 公钥
    • C. 会话密钥
    • D. 数字证书
  10. 哪一项技术不属于加密技术的范畴?
    • A. RSA
    • B. ECC
    • C. SHA-256
    • D. 3DES
(2)答案和解析
  1. 答案:B. 非对称加密 解析:非对称加密技术使用一对密钥(公钥和私钥)进行加密和解密,其中公钥用于加密,私钥用于解密。
  2. 答案:A. 对称加密 解析:AES(高级加密标准)是一种对称加密算法,加密和解密使用相同的密钥。
  3. 答案:A. 公钥 解析:在非对称加密技术中,公钥用于加密信息,而私钥用于解密信息。
  4. 答案:B. RSA 解析:RSA是一种非对称加密算法,而DES、3DES和AES都是对称加密算法。
  5. 答案:B. 生成的密钥长度较短,安全性较高 解析:ECC(椭圆曲线加密)算法的一个显著特点是在相同安全级别下,它能够使用更短的密钥长度达到与其他非对称加密算法相同的安全强度,因而计算效率更高,安全性较高。
  6. 答案:B. 密钥的安全交换 解析:对称加密和非对称加密相结合的加密模式通常用于密钥的安全交换场景。利用非对称加密技术安全交换对称加密的密钥,结合了两者的优点。
  7. 答案:A. 通过对大质数的乘积进行加密计算 解析:RSA算法的公钥和私钥是通过选择两个大质数并计算它们的乘积,以及根据欧拉函数进行一系列数学计算得到的。
  8. 答案:A. 56位 解析:DES(数据加密标准)算法的密钥长度是56位,这是一个已经不被推荐使用的加密标准,因为其密钥长度在现代计算能力面前已不够安全。
  9. 答案:B. 公钥 解析:在非对称加密中,如果使用私钥进行加密,那么必须使用与之配对的公钥进行解密。这种方式也常用于数字签名验证。
  10. 答案:C. SHA-256 解析:SHA-256属于哈希函数,不是加密技术。哈希函数可以将任意长度的输入(或者称之为消息)通过哈希算法压缩成固定长度的输出,该过程是不可逆的。

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