您是否曾经把自行车锁在柱子上，但后来却忘记了密码？ 这有点像加密。 如果你有一把正确的钥匙，你就能打开一些东西。
现在想象一下，把锁砸成面目全非的碎片。 这就是散列。 无论如何，你都无法把它重新组装起来。
让我们来探讨加密与散列的区别，破解它们的不同之处，并了解它们在我们这个技术驱动的世界中为何至关重要。 准备好，你即将成为网络安全奇才。
目录
什么是加密？
您可能听说过加密，但它到底是什么呢？ 简单地说，就是将数据转换成代码，以防止未经授权的访问，但其中还有更多含义。
加密是一项复杂而重要的技术，它使用算法将信息转换为不可读格式，确保数据在传输或存储过程中的保密性。
在接下来的几节中，我们将解释加密的工作原理，探讨常用的算法，并提供实际案例帮助你了解其实际应用。
加密是如何工作的？
加密就像一个安全的数字信息保险库。 当您在网上发送数据时，无论是信息还是个人资料，加密技术都会将其转换成未经授权方几乎无法破译的代码。
这是一个复杂的加密系统，确保只有目标接收者才能理解信息。
想象一下，您正在网上购物或查看银行账户。 当你在网站地址中看到 “https “时，这就是加密的信号。 这表明您的数据在您的设备和网站服务器之间传输时，被加密成了一个暗码。 即使有人试图拦截这些数据，得到的也只是随机字符串。
以下是网络加密过程的步骤：
- 用户连接网站：访问安全网站（URL 以 “https://”开头）时，浏览器会请求网站服务器建立安全连接。
- 服务器发送其公开密钥：网站服务器通过向浏览器发送其公开密钥做出响应。
- 浏览器检查证书：服务器也会提供数字证书，浏览器会对其进行验证，以确保其合法性。
- 浏览器生成会话密钥：浏览器会为此特定会话创建一个随机对称密钥（会话密钥）。
- 使用公开密钥加密：浏览器使用服务器的公开密钥对会话密钥进行加密，然后将其发送回服务器。
- 服务器解密会话密钥：服务器使用私人密钥解密会话密钥。
- 安全连接已建立：现在，您的浏览器和服务器在此会话中拥有相同的会话密钥，它们使用该密钥对您访问网站期间交换的数据进行加密和解密。
- 安全数据传输：浏览器和服务器之间传输的所有数据都使用会话密钥进行加密，确保信息的私密性和完整性。
最常见的加密算法有哪些？
加密使用称为加密算法的数学程序或规则，将纯文本转换为密码文本。 加密算法的多样性源于满足不同安全要求的需要。
对称加密算法 对称加密算法 是一种常用算法。 它在加密和解密时使用相同的秘钥，确保过程简单明了。
最常见的两种对称加密算法是数据加密标准（DES）和高级加密标准（AES）。 DES 虽然已经过时，但曾经是一种流行的数据加密方法。 另一方面，AES 是目前的行业标准，因其对攻击的鲁棒性而被广泛采用。
RSA（Rivest-Shamir-Adleman）是另一种广泛使用的公钥加密 非对称加密算法。 它使用一对密钥：用于加密的公钥和用于解密的私钥。 用公钥加密的信息只能用相应的私钥解密，反之亦然。
加密的例子有哪些？
在当今的数字空间中，无论是发送信息、进行在线交易还是存储数据，都必须对信息进行加密。 以下是加密技术的实际应用案例：
- 安全通信（公钥加密）：信息应用程序、电子邮件服务和在线通信平台通常使用非对称加密及其公钥和私钥来加密数据和保护用户机密。
- 网上银行（SSL/TLS 加密）：当您访问银行账户或进行在线交易时，加密可确保您的财务信息（如账户号码和交易详情）的安全。
- 虚拟专用网络（VPN）（隧道和数据加密）：VPN 结合使用隧道协议（如 IPSec 或 OpenVPN）进行安全通信，并在传输过程中对数据进行加密保护。
- 文件存储和云服务（AES 加密）：高级加密标准采用单一加密密钥，通常用于文件完整性和云存储数据。
- 政府和军事通信（AES、RSA 等）：NSA（美国国家安全局）等政府机构和军事通信通常涉及多种加密方法，包括 RSA 和其他复杂算法。 这些技术可保护对国家安全至关重要的敏感信息和通信。
这些示例有助于您掌握加密在数据完整性和保护方面发挥的关键作用。 现在，让我们把注意力转向哈希算法。
什么是散列？
散列是将任意大小的不同输入数据（或 “信息”）转换成固定大小字符串的过程，字符串通常是数字和字母的序列。 输出结果通常称为哈希值或哈希码，由哈希函数生成。 散列函数的设计目的是快速高效，它们应该为不同的输入生成唯一的散列值。
散列是如何工作的？
让我们用简单的语言来解释散列的概念
首先，选择合适的散列算法，如 SHA-256 或 MD5。 然后，开发一个哈希函数。 哈希函数会将输入数据转换成固定长度的哈希值。
现在，我们来看看需要散列的数据。 它可以是一个密码、一份文件或任何其他信息，并对输入数据应用哈希函数。 散列函数处理数据，创建一个唯一的散列值作为输出。
散列函数的输出结果就是散列值，这是一串长度一致的字符，通常采用十六进制格式。 使用相同的算法和哈希函数对相同的输入数据进行哈希处理，将始终产生相同的哈希值。 这种确定性属性确保了可预测性。
即使输入数据稍有改动，散列值也会大相径庭。 这一特性确保了不同数据集的哈希代码的唯一性。
哈希代码是唯一的标识符，可通过高效的计算机比较来确定数据是相同还是不同。
该函数生成的哈希值长度固定，与输入数据的大小无关。 这种标准化格式简化了存储和比较过程。
在特定情况下，您可以使用哈希和（哈希值的一种特殊形式）来提供大量数据集的浓缩摘要。
最常见的散列算法有哪些？
散列算法一直存在于计算机科学和密码学中，用于各种目的，包括数据完整性验证、密码存储和数字签名。 下面是一些最常见的散列算法：
- MD5（信息摘要算法 5）：MD5 生成 128 位散列值，通常显示为 32 个字符的十六进制数。 然而，由于存在允许碰撞攻击的漏洞，MD5 被认为在密码学上已被破解，不适合继续使用。
- SHA-1（安全散列算法 1）：SHA-1产生一个 160 位的散列值。 与 MD5 一样，SHA-1 也被认为很薄弱，容易受到各种攻击，现已被淘汰。
- SHA-256、SHA-384 和 SHA-512：SHA-256属于 SHA-2 系列，被认为比 MD5 和 SHA-1 更安全，SHA-256产生 256 位散列，是当今数字签名和证书生成中使用的标准散列算法。
- SHA-3（安全散列算法 3）：这种最新的 SHA 算法提供了与 SHA-2 不同的内部结构，并提供了一组具有不同输出大小的散列函数。
- 漩涡Whirlpool 是一种能产生 512 位散列值的散列函数。 它不像其他算法那样被广泛使用，但被认为是安全的。
有哪些哈希算法的例子？
- 在数据完整性验证中，哈希算法可确保数据未被篡改。 在传输或存储之前，会计算原始数据的哈希值（校验和），并与数据一起发送。 检索时，哈希值会被重新计算和比较，以验证数据的完整性。
- 在密码存储方面，散列技术通过存储密码散列值而不是实际密码，增加了一层安全性。 在登录过程中，输入的密码会被散列并与存储的散列进行比较，从而最大限度地降低数据泄露的风险。
- 数字签名使用哈希算法创建信息或文件的哈希值，然后用私人密钥进行加密。 收件人可以使用发件人的公开密钥验证其真实性。
- 缓存 使用哈希值作为键，存储先前计算的结果，以便快速检索。 这样可以优化性能，因为当新请求与之前的输入匹配时，缓存会使用哈希值进行查询。
- 最后，在区块链中，每个区块都包含前一个区块的哈希值，形成一条不间断的链。 这种设计可确保防篡改，因为更改一个区块需要更改所有后续区块。
现在，让我们看看散列与加密有什么不同。
加密和散列有什么区别？
在比较散列和加密时，主要区别在于过程的可逆性。
加密对数据进行编码，只有获得授权的人才能读取。 它使用算法和密钥将明文转换为密文。 重要的是，这一过程是可逆的–只要有正确的密钥，就能将密文解密回明文。
当存储的信息需要以原始形式检索时，如发送敏感电子邮件或存储机密文件时，就需要使用加密技术。
另一方面，散列是一种单向函数。 它接收输入并返回一个固定大小的字节串，通常是一个摘要。 与加密不同，散列不需要密钥，而且过程不可逆。
你无法通过哈希值找回原来的信息。 输入密码时，系统会对密码进行散列，并将结果与存储的散列进行比较。 如果匹配，您就可以访问。
在加密过程中，明文的细微变化会导致密文的显著不同。 但对于哈希算法来说，即使输入内容稍有变化，也会产生完全不同的哈希值。 这一特性被称为 “雪崩效应”，可提高抵御攻击的安全性。
常见问题
散列比加密更好吗？
哈希算法本质上并不比加密技术好或坏；它的目的不同。 散列主要用于数据完整性验证，而加密则侧重于确保信息的机密性。
散列和加密一样吗？
散列与加密都是加密技术。 散列将数据转换为固定长度的值串，用于数据完整性验证等任务，而加密则通过可逆转换确保敏感数据的安全。
为什么散列是不可逆的？
散列是不可逆的，因为它将数据浓缩成一个固定大小的字符串，消除了检索的可能性。
散列数据可以加密吗？
不能，散列数据不能加密。 散列是一种单向过程，会对数据进行不可逆的转换，因此不适合用于加密。
哈希算法还在使用吗？
是的，哈希算法仍然被广泛使用，尤其是在密码存储和数字签名等任务中。
何时使用加密？
当需要保护数据并打算日后解密时，请使用加密技术；当需要安全存储和验证数据且不可能逆转时，请使用散列技术。
加密 vs 破解 vs 编码 – 有什么区别？
加密利用密钥转换数据，使未经授权的用户无法读取数据。 有了正确的钥匙，它就可以翻转。 哈希算法从输入数据中生成固定大小的哈希值，提供独一无二的指纹。 这是单向的，不可逆转。 编码转换数据是为了兼容性，但很容易逆转，是为了格式化，而不是为了安全。
结论
总之，数据安全依赖于加密和散列的组合。 加密可保持机密性，使数据只需正确的密钥即可读取。 哈希算法通过创建不可逆转的代码来确保完整性，从而保证原始数据的安全。
就像散列密码保护和使用加密技术保护敏感数据在传输或存储过程中的安全一样。 将这些方法结合起来，可确保瞬息万变的互联网上敏感数据的安全。
