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第54章 红与黑的碰撞·迷雾(6)

果然是加密了!邹道心里咯噔了一下,敲了一行字过去,“别贫,说说,怎么回事?”邹道知道邹逸虽然不是学计算机出身的,但电脑操作纯熟,算是个业余黑客,小圈子里也有点名气,外号“影子”,就是说他警惕性很高,浏览什么网站、文件都不会留下痕迹,生活中也是这样,QQ长期潜水,微信朋友圈更是万年不更新,偶尔发状态也是惜字如金,点赞、评论只限于为数不多的几个死党,如影子般无从捉摸。

“这可不是一两句话说清的,”邹逸回复,“你有时间吗?给你好好讲讲!”

邹道看了一下表,“没事儿,距离上班还有40分钟,你说!”

“你先大致瞅瞅这几个资料,了解一下背景,我再对你说。”邹逸发过来几个链接。

邹道一一点开,快速浏览了一下。

第一个是关于“加密算法”的,数据加密的基本过程就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理,使其成为不可读的一段代码,通常称为“密文”,使其只能在输入相应的密钥之后才能显示出本来内容,通过这样的途径来达到保护数据不被非法人窃取、阅读的目的。现行加密技术主要分为对称式加密技术和非对称式加密技术两种,前者对加密和解密使用同一个密钥,通常称之为“Session Key”;后者刚好相反,加密和解密所使用的不是同一个密钥,通常有两个密钥,称为“公钥”和“私钥”,它们两个必需配对使用,否则不能打开加密文件。这里的“公钥”是指可以对外公布的,“私钥”则不能,只能由持有人一个人知道。它的优越性就在这里,因为对称式的加密方法如果是在网络上传输加密文件就很难不把密钥告诉对方,不管用什么方法都有可能被别窃听到。而非对称式的加密方法有两个密钥,且其中的“公钥”是可以公开的,也就不怕别人知道,收件人解密时只要用自己的私钥即可以,这样就很好地避免了密钥的传输安全性问题。

第二个是关于“哈希算法”的,Hash,一般译为散列、杂凑,或音译为哈希,是把任意长度的输入(又叫做预映射pre-image)通过散列算法变换成固定长度的输出,该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射,也就是,散列值的空间通常远小于输入的空间,不同的输入可能会散列成相同的输出,所以不可能从散列值来确定唯一的输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。Hash算法可以将一个数据转换为一个标志,这个标志和源数据的每一个字节都有十分紧密的关系。Hash算法还具有一个特点,就是很难找到逆向规律。

所有散列函数都有如下一个基本特性:如果两个散列值是不相同的(根据同一函数),那么这两个散列值的原始输入也是不相同的。这个特性是散列函数具有确定性的结果。但另一方面,散列函数的输入和输出不是一一对应的,如果两个散列值相同,两个输入值很可能是相同的,但不绝对肯定二者一定相等(可能出现哈希碰撞)。输入一些数据计算出散列值,然后部分改变输入值,一个具有强混淆特性的散列函数会产生一个完全不同的散列值。

而他现在遇到的这个“MD5”,就是哈希的一种,全称叫“MD5消息摘要算法”(英语:MD5 Message-Digest Algorithm),由美国密码学家罗纳德·李维斯特(Ronald Linn Rivest)设计,于1992年公开,用以取代MD4算法,是一种被广泛使用的密码散列函数,可以产生出一个128位(16字节)的散列值(hash value),用于确保信息传输完整一致。

借助链接的背景知识外加邹逸的讲解,邹道对加密算法和MD5有了一个大体的认识:MD5算法可简述为“以512位分组来处理输入的信息,且每一分组又被划分为16个32位子分组,经过了一系列的处理后,算法的输出由四个32位分组组成,将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值”。严格来说,MD5不能算是加密算法,只能说是摘要算法。在MD5算法中,首先需要对信息进行填充,使其字节长度对512求余的结果等于448。因此,信息的字节长度(Bits Length)将被扩展至N*512+448,即N*64+56个字节(Bytes),N为一个正整数。填充的方法如是在信息的后面填充一个1和无数个0,直到满足上面的条件时才停止用0对信息的填充。然后,在这个结果后面附加一个以64位二进制表示的填充前信息长度。经过这两步的处理,最终的信息字节长度=N*512+448+64=(N+1)*512,即长度恰好是512的整数倍。这样做的原因是为满足后面处理中对信息长度的要求。

邹道所看到的那个文本“MD5 (doc)= 37b8c2c1093dd0fec281a9d9ac840513”,就是MD5在实际操作中的典型应用,即对一段信息(Message)产生信息摘要(Message-Digest),以防止被篡改。

上述文本这就是doc文件的数字签名。MD5将整个文件当作一个大文本信息,通过其不可逆的字符串变换算法,产生了这个唯一的MD5信息摘要。

邹逸用“指纹”打比方向邹道简要描述了MD5工作过程:地球上任何人都有自己独一无二的指纹,这常常成为司法机关鉴别罪犯身份最值得信赖的方法;与之类似,MD5就可以为任何文件(不管其大小、格式、数量)产生一个同样独一无二的“数字指纹”,每个文件的MD5值是不同的,如果任何人对文件做了任何改动,其MD5值也就是对应的“数字指纹”都会发生变化。比如下载服务器针对一个文件预先提供一个MD5值,用户下载完该文件后,用我这个算法重新计算下载文件的MD5值,通过比较这两个值是否相同,就能判断下载的文件是否出错,或者说下载的文件是否被篡改了。

注:为了加强算法的安全性,Rivest在1990年开发出MD4算法。MD4算法同样需要填补信息以确保信息的比特位长度减去448后能被512整除(信息比特位长度mod 512 = 448)。然后,一个以64位二进制表示的信息的最初长度被添加进来。信息被处理成512位damg?rd/merkle迭代结构的区块,而且每个区块要通过三个不同步骤的处理。Den boer和Bosselaers以及其他人很快的发现了攻击MD4版本中第一步和第三步的漏洞。Dobbertin向大家演示了如何利用一部普通的个人电脑在几分钟内找到MD4完整版本中的冲突(这个冲突实际上是一种漏洞,它将导致对不同的内容进行加密却可能得到相同的加密后结果)。毫无疑问,MD4就此被淘汰掉了。

尽管MD4算法在安全上有个这么大的漏洞,但它对在其后才被开发出来的好几种信息安全加密算法的出现却有着不可忽视的引导作用。

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