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Linux加密框架中的算法和算法模式#xff08;一#xff09;_家有一希的博客-CSDN博客 加密框架支持的密码算法主要是对称密码算法和哈希算法#xff0c;暂时不支持非对称密码算法。除密码算法外#xff0c;加密框架还包括伪随机数生成算法…Linux加密框架中的算法和算法模式
Linux加密框架中的算法和算法模式一_家有一希的博客-CSDN博客 加密框架支持的密码算法主要是对称密码算法和哈希算法暂时不支持非对称密码算法。除密码算法外加密框架还包括伪随机数生成算法和压缩算法等非密码算法。
对称密码算法
对称密码算法分为分组密码算法和序列密码算法两种其中分组密码算法将是对称密码算法的发展趋势重点。分组密码算法通常由密钥扩展算法和加密解密算法两部分组成其中密钥扩展算法将b字节的密钥扩展成r个子密钥。加密算法有一个密码学上的弱函数f与r个子密钥迭代r次实现。加密框架中支持的对称密码算法基本上都是分组密码算法但是也支持序列密码算法只是将序列密码算法定义为分组长度为1的特殊的分组密码算法。
DES和3DES算法
DES全称为Data Encryption Standard即数据加密标准是一种使用密钥加密的块算法1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标注FIPS并授权在非密级政府通信中使用。3DES即Triple DES是DES向AES过渡的加密算法是比DES更安全的一种变形3DES使用2条56位的密钥对数据执行三次DES算法加密过程是加密e-解密d-加密e解密过程是解密e-加密d-解密e。加密框架支持DES算法和3DES算法记为des和3des_ede实现源码为des_generic.c。des_generic.c - crypto/des_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinAES算法
AES全称Advanced Encryption Standard即高级加密标准在密码学上又称为Rijndeal算法是美国联邦政府采用的一种区块加密标准用来替代原先的DES算法。AES的基本要求是采用对称分组密码体制密钥的长度最少支持128、186、256位分组长度为128位。2000年10月2日美国政府正式宣布选中比利时密码学家Joan Deamen和incent Rijmen提出的Rijndeal算法组为AES。严格地说AES和Rijndeal算法并不完全一样虽然在实际应用中二者可以互换因为Rijndeal算法支持更大的分组和密钥长度。Rijndeal算法使用的密钥和分组长度均为32的整数倍下限为128位上限位256位。性能而言AES的运算速度远大于3DES安全性不低于3DES。加密框架支持AES算法记为aes实现源码为aes_generic.c。aes_generic.c - crypto/aes_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinBlowfish算法
Blowfish河豚算法是由Bruce Schneier设计的一个完全开源的算法。Blowfish算法是一个分组长度为64位、密钥长度可变的对称分组密码算法。Blowfish算法具有加密速度快、紧凑、密钥长度可变、可免费使用等特点已被广泛应用于众多加密软件。由于Blowfish算法采用变长密钥这在给用户带来极大便利的同时也有隐患。由于算法加解密核心在于密钥的选择和保密但在实际应用中经常使用一些弱密钥对信息资源进行加密导致存在很大的安全隐患。加密框架支持Blowfish算法记为blowfish实现源码为blowfish_generic.c和blowfish_common.c。 blowfish_common.c - crypto/blowfish_common.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlinblowfish_generic.c - crypto/blowfish_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinTwofish算法
Twofish算法是Bruce Schneier的Counterpane公司设计的完全开源的算法。Twofish算法是进入NIST第二轮AES算法筛选5种算法之一满足AES的基本要求。加密框架支持Twofish算法记为twofish其实现源码为twofish_generic.c和twofish_common.c。twofish_common.c - crypto/twofish_common.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlintwofish_generic.c - crypto/twofish_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinRC4算法
RC4算法是Ronald Rivest在1987年设计的密钥长度可变的流加密算法簇之所以称其为簇是因为其核心部分的sbox可为任意长度但一般为256字节。RC4算法的速度可达到DES算法速度的10倍左右且具有很高级别的非线性。RC也成为ARC4Alleged RC4即所谓的RC4因为RSA从未正式发布过这个算法。加密框架支持RC4算法记为arc4实现源码为arc4.c。 arc4.c - crypto/arc4.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinCAST算法
CAST算法包括CAST5也称CAST-128和CAST6也称CAST-256两种由Carliasle Adams和Stafford Tavares分别于1996年和1998年提出的其中CAST5是一种类似DES的置换组合网络SPN加密系统而CAST6是作为AES的竞选算法提出的。CAST5是一种12或16循环的Feistel密码块长度为64位密钥长度可变从40位到128位按8位递增并且只有当密钥长度大于80位时才允许使用16循环。CAST6是一种48循环的Feistel密码块长度位128位密钥长度可变从128位到256位按32位递增。加密框架支持CAST5和CAST6算法记为cast5和cast6实现源码为cast5.c和cast6.c。注CAST128和CAST5是同一的不是指使用128位密钥。为区分不同密钥长度的操作在算法名后需要加上密钥长度如使用40位密钥时表示为CAST5-40使用128位密钥时表示为CAST5-128。 cast5_generic.c - crypto/cast5_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlincast6_generic.c - crypto/cast6_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinTEA算法
TEATiny Encryption Algorithm算法是由剑桥大学计算机实验室的David Wheeler和Roger Needham于1994年提出的一种分组密码算法块长度为64位密钥长度为128位。TEA算法利用不断增加的Delta黄金分割率值作为变化使得每次的加密结果是不同的。TEA算法的迭代次数是可变的建议为32轮。例如腾讯公司的产品使用到了TEA算法但迭代次数不是标准的32轮而是16轮。TEA算法简单易懂容易实现但存在很大的缺陷如相关密钥攻击。TEA经历了多个版本包括XTEA、Block TEA和XXTEA等。加密框架支持TEA算法及后续的XTEA和Block TEA算法记为tea、xtea和xate其实现源码为tea.c。tea.c - crypto/tea.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinKhazad算法
Khazad算法是由Paulo.S.L.M.Barreto和Vincent Rijmen于2000年联合提出的。Khazad算法是欧洲NESSIEnew European Schemes for signature、integrity and encryption密码计划中进入第二阶段的候选加密算法之一。Khazad算法的分组长度为64位密钥长度为128位。Khazad算法采用对合结构加密和解密仅在密钥生成算法上存在差异。加密框架支持Khazad算法记为khazad其实现源码为khazad.c。注Khazad算法名称选自科幻小说《指环王》中的虚拟地址。 khazad.c - crypto/khazad.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinSerpent算法
Serpent算法是由Ross Anderson、Eli Biham和Lars Krcudsen联合开发的。Serpent算法是进入NIST第二轮AES筛选的5个算法之一满足AES的基本要求。加密框架支持Serpent算法记为serpent其实现源码为serpent.c。注Serpent意为大蛇圣经中记载Serpent是撒旦的化身是其引诱夏娃吃下禁果的。注Rijndael、Serpent和Twofish是入围第三轮AES筛选的三个算法性能方面Serpent被认为是最安全的Rijndael速度最快Twofish居中。serpent_generic.c - crypto/serpent_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinAnubis算法
Anubis算法是一种分组对称算法块长度为128位密钥长度从128位到320位可变。加密框架支持Anubis算法记为anubis其实现源码位anubis.c。注Anubis意为埃及神话中的阿努比斯神引导亡灵的神豺头人身神。anubis.c - crypto/anubis.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinCamellia算法
Camellia山茶花算法是由三菱和日本电报电话NTT联合发布的被欧盟NESSIE项目列为选定算法被日本CRYPTREC项目列为推荐算法。Camellia算法块长度为128位密钥长度128位、192位和256位可选具有和AES同等级的安全强度和运算量。加密框架支持Camellia算法记为camellia其实现源码为camellia.c。camellia_generic.c - crypto/camellia_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlin哈希算法
MDx系列算法
MDx系列算法是应用范围非常广泛的一个算法家族其中MD是Message Digest消息摘要的缩写x表示算法版本如MD2、MD3、MD4、MD5。MDx系列算法最早由Ron RivestRSA公司于1992年提出的MD2、MD4、MD5都产生16字节128位的校验值hash值。目前主流的MDx系列算法为MD5但已被中国山东大学王小云教授攻破可以快速找到碰撞摘要相同的不同消息。加密框架支持MDx系统算法中的MD4和MD5分别记为md4和md5其实现代码分别为md4.c和md5.c。md4.c - crypto/md4.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlinmd5.c - crypto/md5.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinSHA系列算法
SHASecure Hash Algorithm是美国国家标准技术研究院NIST制定的。SHA系列算法的摘要长度分贝为SHA1为20字节160位、SHA256为32字节256位、SHA384位48字节384位、SHA512为64字节512位其中SHA1应用较为广泛主要应用于CA和数字证书中但已被中国山东大学王小云教授攻破可以快速找到碰撞。由于SHA系列算法的消息摘要长度较长因此其运算速度与MD5相比也相对较慢。加密框架支持SHA系列算法中的SHA1、SHA224和SHA256以及SHA384和SHA512分别记为sha1、sha224和sha256以及sha384和sha512其实现源码sha1_generic.c、sha256_generic.c和sha512_generic.c。sha1_generic.c - crypto/sha1_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlinsha256_generic.c - crypto/sha256_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlinsha3_generic.c - crypto/sha3_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlinsha512_generic.c - crypto/sha512_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinWhirlpool算法
Whirlpool算法是由Vincent Rijmen和Paulo S.L.M.Barreto于2000年提出的号称最安全的摘要算法其摘要长度为512位已被列入ISO标准。从发布至今共经历了三个版本分别为whirlpool-O、Whirlpool-T和Whirlpool。加密框架除支持标准的摘要长度为512位的Whirlpool算法i外还支持摘要长度分别为256和384位的Whirlpool算法分别记为wp512、wp256和wp384其实现代码为wp512.cwp512.c - crypto/wp512.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinTiger算法
Tiger算法是由Ross Anderson和Eli Biham于1996年提出的号称最快的摘要算法并且专门为64位机器进行了性能优化。Tiger算法的摘要长度位192位。加密框架除支持标准的摘要长度为192位的Tiger算法外还支持摘要长度截短为128位和160位的Tiger算法分别记为tgr192、tgr128和tgr160其实现代码为tgr192.c。 未找到
RIPEMD算法
RIPEMDRACE Integrity Primitives Evaluation Message Digest算法是Hans Dobbertin等3人在MD4、MD5算法基础上于1996年提出的。RIPEMD算法支持128、160、256和320位共4种摘要长度。加密框架支持摘要长度为128、160、256和320位的RIPEMD算法分别记为rmd128、rmd160、rmd256和rmd320其实现源码分别为rmd128.c、rmd160.c、rmd256.c和rmd320.c。只剩下 rmd160rmd160.c - crypto/rmd160.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinCRC32算法
CRCCyclic Redundacy Checksum是对数据的校验值中文为循环冗余校验码常用于检验数据的完整性。加密框架支持的CRC算法是CRC32即数据校验值为32位记为crc32c其实现源码为crc32c.c。crc32c_generic.c - crypto/crc32c_generic.c - Linux source code (v5.15.11) - BootlinGHASH函数
在加密框架中将定义在伽罗华Galois域仅含有限多个元素的域的泛散hash函数定义为独立的算法记为ghash其实现源码为ghash_generic.c。 ghash-generic.c - crypto/ghash-generic.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlin其他算法 伪随机生成算法
伪随机数生成算法PRNGPseudo Random Number Generator a)符合ANSI标准的伪随机数生成算法记为stfrng算法驱动名为ansi_cprng实现源码为ansi_cprng.c。b)基于内核RNG的伪随机数生成算法也记为stdrng但其算法驱动名为krng实现源码为krng.c。 未找到ansi_cprng.c - crypto/ansi_cprng.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlin注在ansi_cprng.c中还定义了一种符合FIPSFederal Information Processing Standard即联邦信息处理标准的伪随机数生成算法记为fips(ansi_cprng)但必须在宏开关CONFIG_CRYPTO__FIPS开启时才有效。压缩算法
a)deflate算法记为deflate实现源码为deflate.c。 deflate.c - crypto/deflate.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlinb)lzo算法记为lzo实现源码为lzo.c。 lzo.c - crypto/lzo.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlinc)zlib算法记为zlib实现源码为zlib.c 未找到
NULL算法
除上述常规算法外加密框架还支持一种特殊的算法即什么都不做的NULL算法。NULL算法的实现源码为crypto_null.c其中定义了名为digest_null、cipher_null和compress_null三种NULL算法即NULL摘要算法、NULL加密算法和NULL压缩算法在加密框架中NULL算法主要用作复合算法的填充算法。例如IPSEC中ESP协议在提供加密服务的同时还提供可选的认证服务而Linux的IPSEC实现即XFRM框架将ESP协议的加密服务和可选的认证服务统一定义为认证加密AEAD服务。认证加密服务可以由一个认证加密算法实现也可以由一个认证算法和加密算法组成的复合算法实现。由于认证服务是可选的当一个ESP协议对应的安全关联SA未定义认证算法时说明未启用认证服务此时复合算法中的认证算法就是上面定义的NULL摘要算法。crypto_null.c - crypto/crypto_null.c - Linux source code (v5.15.11) - Bootlin参考链接
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