一、密碼學演算法的分類

1. 訊息編碼：Base64
2. 訊息摘要：MD類、SHA類、MAC類
3. 對稱密碼：DES、3DES、AES
4. 非對稱密碼：RSA、DH金鑰交換
5. 數字簽名：RSASignature、DSASignature

密碼學五元組：
明文、密文、加密演算法、解密演算法、金鑰

二、訊息摘要的分類

1. MD（Message Digest）：訊息摘要演算法
2. SHA（Secure Hash Algorithm）:安全雜湊演算法
3. MAC（Message Authentication Code）：訊息隊證碼演算法

訊息摘要的作用：
驗證資料的完整性（防止在傳輸途中被篡改）。

MD演算法種類

SHA演算法
安全雜湊演算法，主要適用於數字簽名標準裡面定義的數字簽名演算法。

SHA演算法的種類

單一MD或SHA演算法的缺點：摘要值容易被篡改。

HMAC演算法
結合了MD5和SHA演算法的優勢，同時利用金鑰對摘要加密，是一種更為安全的訊息摘要演算法。

HMAC演算法的種類

總結：

雜湊函式特徵：

1. 輸入任意長度資料，輸出固定長度雜湊值，計算很容易，過程不可逆
2. 對於某資料，其雜湊值固定
3. 兩個資料不同，則對應的雜湊值也不同
4. 兩個雜湊值不同，則對應的原始資料輸入資料也不同

三、對稱密碼

1. 加密金鑰和解密金鑰相同，對於大多數對稱密碼演算法，加解密過程逆向
2. 特點：演算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高
3. 弱點：雙方都使用同樣金鑰，安全性得不到保證

對稱密碼的種類

1. DES(Data Encryption Standard)
2. 3DES(Triple DES、DESede)
3. AES(Advanced Encryption Standard)

DES、3DES、AES對比
DES

1. DES：資料加密標準，是對稱加密演算法領域中的典型演算法
2. 特點：金鑰偏短（56位）、生命週期短

3DES

1. 3DES:將金鑰長度贈至112位或者168位，通過增加迭代次數提高安全性
2. 缺點：處理速度較慢、金鑰計算時間較長、加密效率不高

AES

1. AES:高階資料加密標準，能夠有效抵禦已知的針對DES演算法的所有攻擊
2. 特點：金鑰建立時間短、靈敏性好、記憶體需求低、安全性高

對稱加密種類的比較：

四、非對稱加密

這種加密方式就是，加密方和解密方可以使用不同的加密規則。這樣的話就有兩套金鑰，公鑰和私鑰。

1. 乙方生成兩把金鑰（公鑰和私鑰）。公鑰是公開的，任何人都可以獲得，私鑰則是保密的。
2. 甲方獲取乙方的公鑰，然後用它對資訊加密。
3. 乙方得到加密後的資訊，用私鑰解密。

五、數字簽名

如上圖，公鑰可以被任何獲取，然後對檔案加密。假設這樣一種情況：甲使用公鑰對檔案進行加密，然後向乙傳輸密文，但是傳輸的過程中，被同樣有公鑰的丙截獲（公鑰任何人都可以擁有），這個時候丙利用自己的公鑰，重新加密一封密文，傳輸給乙。如此一來，乙收到的密文不是甲傳過來的，而是丙傳過來的。但是乙並不知道。如此一來，就產生了檔案被掉包。

數字簽名的作用就是用來校驗檔案是否在傳輸過程中是否被篡改和掉包。具體實現方式有兩種：無保密機制簽名和保密機制簽名

5.1無保密機制簽名

甲在對明文加密之前，先使用摘要演算法，對明文生成摘要，然後把摘要使用非對稱加密的方式進行加密，然後傳輸給乙，乙收到摘要密文後使用私鑰進行解密，然後把收到的檔案明文進行摘要演算法，得到摘要後和乙傳輸過來的密文進行比對。就可以知道，檔案是否被替換。

簽名過程：

1. 傳送方採用某種摘要演算法從報文中生成一個128位的雜湊值（稱為報文摘要）；
2. 傳送方用RSA演算法和自己的私鑰對這個雜湊值進行加密，產生一個摘要密文，這就是傳送方的數字簽名；
3. 將這個加密後的數字簽名作為報文的附件和報文一起傳送給接收方；
4. 接收方從接收到的原始報文中採用相同的摘要演算法計算出128位的雜湊值；
5. 報文的接收方用RSA演算法和傳送方的公鑰對報文附加的數字簽名進行解密；
6. 如果兩個雜湊值相同，那麼接收方就能確認報文是由傳送方簽名的。

流程圖如下：

5.2保密機制簽名

上面的加密方式中，只是實現了使用簽名如何對校驗傳輸資料是否被篡改和替換，但是傳輸的還是明文，如果要想對傳輸明文進行加密成密文，該如何加密？

這裡採用的方法是使用對稱加密的方式對明文加密，然後將對稱加密的祕鑰使用RSA加密，然後在對密文生成摘要，然後傳輸。

流程圖如下：

六. 數字證書

數字證書就是網際網路通訊中標誌通訊各方身份資訊的一系列資料，提供了一種在Internet上驗證您身份的方式，其作用類似於司機的駕駛執照或日常生活中的身份證。它是由一個由權威機構—–CA機構，又稱為證書授權（Certificate Authority）中心發行的，人們可以在網上用它來識別對方的身份。數字證書是一個經證書授權中心數字簽名的包含公開金鑰擁有者資訊以及公開金鑰的檔案。最簡單的證書包含一個公開金鑰、名稱以及證書授權中心的數字簽名。