Java中的加密算法选择与消息传递系统解析

### Java 中的加密算法选择与消息传递系统解析 #### 1. 加密算法选择的考量因素 在选择加密算法时，有多个方面的因素需要考虑，这些因素将直接影响到算法的适用性和安全性。 ##### 1.1 保护级别 不同的加密技术在保护信息免受盗窃方面的能力差异很大。一些加密技术能提供几乎无法破解的保护屏障，而另一些则可能只需攻击者投入一定的资源和精力就能被破解。评估加密技术保护级别的一种方法是估算在给定处理速度的机器上，遍历编码数据所有可能密钥所需的 CPU 时间。例如，一个 128 位的 XYZ 加密密钥在 Acme 24 处理器服务器上需要 14.5 个月的 CPU 时间才能被破解。然而，还有其他因素会影响破解加密数据的难度，使得客观比较加密技术的安全性变得困难。比如，如果攻击者不熟悉传输数据的格式，且数据本身难以解读，那么就很难判断解密尝试是否成功。 ##### 1.2 复杂程度 加密技术通常基于数字和数字信息的数学特性。创建加密技术所采用的数学理论在复杂度和精巧程度上各不相同。有些需要深入研究多页的数学和统计学期刊才能完全理解，而另一些则可以用代数的基本概念来解释。实现和破解给定加密技术所需的资源通常与其复杂度直接相关。在其他条件相同的情况下，更复杂的加密方案通常实现成本更高，但破解成本也更高。作为应用程序开发人员，通常需要在效率和安全性之间进行权衡。如果应用程序对高吞吐量有要求，那么可以考虑使用复杂度较低、安全性稍弱的加密算法，因为它对代理的开销会显著降低。 ##### 1.3 单向、双向和多向加密 根据分布式应用程序的性质，可能会出现需要一个代理对多个参与方进行单独或相互认证的情况。例如，安全的聊天室或白板系统可能需要所有参与方进行相互认证。大多数认证方案直接支持单向或双向代理认证，很少有支持多向认证通信的。开发人员通常需要在每个代理站点维护一组双向认证通道。处理多向认证的一种方法是将一组个人定义为具有单个密钥对和证书集的组身份。该组中的每个人都需要通过提供数字签名来证明其所有权，该签名验证他们可以访问组的私钥，并提供某种密钥认证。这种方法的可行性实际上取决于所使用的认证机构的政策。如果认证机构同意对组进行认证，并定义了验证特定组成员身份的政策，那么大多数加密算法将支持与命名组相关联的密钥对或证书，而不是与命名个人相关联。 ##### 1.4 设计问题 现代加密涉及使用密钥进行数据签名、编码和解码。有些加密算法需要在各方之间安全分发私钥，而另一些则允许各方使用可以公开广播的公钥。在设计加密算法时，还需要考虑算法的底层实现细节。例如，如果要构建一个在小程序环境中使用的代理，那么希望加密算法的实现完全用 Java 完成，不进行任何本地方法调用，这样就不必向与该代理通信的每个代理分发本地库。此外，加密算法的标准化程度也是一个重要问题。如果一个算法是标准化的，或者至少被广泛使用，那么就更有可能在不修改的情况下将支持安全的代理与其他人的代理一起使用。 ##### 1.5 财务和法律问题 使用加密算法还涉及费用和法律限制。一些更复杂的技术受到专利保护，使用时需要支付许可费用。其他一些技术对于普通开发人员来说实现过于复杂，拥有开发资源的公司可以以高价出售其软件实现。例如，一套 Java 加密类的有限使用许可证售价为 25,000 美元，根据预期使用情况，价格可能高达 100,000 美元。此外，还需要考虑法律和政治限制。例如，美国对可出口到外国的加密类型有特定限制。目前，Netscape 浏览器有两个版本：一个用于国际使用，另一个仅用于美国国内。后者包含更复杂的 RSA 加密技术，其出口受到美国联邦政府的限制。 #### 2. 可用的加密算法 有许多用于数据加密的加密算法，以及类似数量的认证和身份验证技术。已经开发了几种综合安全协议和标准，它们结合了加密和身份验证功能。 ##### 2.1 加密技术 常见的加密技术分为公钥加密和私钥加密。常用的私