什么是数据加密？定义、类型和最佳实践
想象一下，如果您想发送一条短信，并确保除收件人外没有其他人能读到它。你会怎么做呢？一言以蔽之：加密。
加密将普通文本转换成一种编码语言，只有拥有正确密钥的人才能解码。它用于确保通信安全、保护敏感信息和防止数据泄露。加密技术在日常生活中的应用非常普遍，你可能根本不会注意到，比如在网上购物时保护你的信用卡信息。
本文将探讨加密理论、类型和实际用途，帮助我们确保数字世界的安全。
什么是加密？
加密是将可读文本编码成安全代码的过程。它是防止外部访问信息的基本技术。
在历史上，它曾用于间谍活动和战争时期的敏感通信，但如今更多的应用集中在在线数据上。
在线共享的个人信息、财务数据和机密文件必须进行加密，以防止网络犯罪。
什么是加密？(来源：Data Center Knowledge）
加密使用一种被称为 “cipher” 或加密算法的公式，它可以确保任何试图截获数字空间通信信息的人都无法读取其真实内容。
加密技术通过使用只有目标接收者设备才拥有的特殊密钥，为目标接收者单独解锁信息。没有该密钥的任何人都无法正确解密信息。
什么是网络安全加密？
加密是许多网络安全协议和程序的支柱。例如，如果网络攻击者入侵了您的网络，容易访问的个人和机密信息就有可能被盗，要么被勒索赎金，要么被卖给出价最高的人。
但是，如果您的设备只存储加密信息，那么黑客访问的数据将毫无用处，因为他们没有正确的密钥就无法读取。
现在，许多法规都要求将加密作为其网络安全标准的一部分。对于存储私人个人信息（PPI）的机构，如金融和医疗保健机构，尤其如此。
数据加密的目的是什么？
加密的根本目的是保护敏感信息不被未经授权的访问者看到。加密通信有助于在传输和存储过程中保持数据的机密性。
这对于私人数据特别敏感或机密的个人和组织尤为重要，例如银行、医疗保健提供商、军事组织、电力和能源公司以及保险提供商。
数据加密允许这些类型的组织以安全的方式保存个人信息，而不会危及你的身份。普通个人可能也想保护自己的信息。
加密可以防止你的信息被篡改。在缺乏信任的数字时代，加密能让你更放心地相信收发的信息是真实的。提高数据完整性和真实性是加密的另一个核心优势。
数据加密类型
加密有许多不同的类型，每种类型都有不同的安全性和可用性。让我们来探讨一下最常见的加密形式以及它们各自的优缺点。
对称加密
对称加密是指使用单个加密密钥对信息进行加密和解密。这意味着发送信息的人和接收信息的人都必须共享密钥。
对称加密可以使用块算法或流算法。使用块算法时，系统利用一个唯一的私密安全密钥来加密以块为单位的比特集合长度。另一方面，流算法不会在内存中保留加密数据，而是在数据流入时进行加密。
对称加密的工作原理 (资料来源：思科）
对称加密的好处在于它是一种非常快速的加密形式，适合用于满足批量加密需求。但是，对称密钥难以大规模管理，如果密钥信息泄露，会降低传输信息的安全性。
非对称加密
与对称加密不同，非对称加密使用一个密钥加密信息，另一个密钥用于解密。非对称加密也称为公钥加密，因为加密信息的密钥是公开的，很多人都可以使用。同时，接收信息的人有一个相应的私人密钥，用于解密信息。
非对称加密用于许多基本的互联网协议。其中一种应用是传输层安全（TLS）和安全套接字层（SSL）。
非对称加密的另一个常见用途是在需要通过不安全网络建立连接的软件中使用。通过对连接中传输的信息进行加密，浏览器和其他数字通信设备可以保持安全。
非对称加密的工作原理 (来源: Cisco)
值得注意的是，加密中使用的公开密钥不会隐藏元数据，这意味着信息来自哪台计算机或何时发送的信息都会被公开。
它也是一种速度更慢的加密方式。有趣的是，它的常见用途之一是向信息接收方发送对称加密密钥。
散列
散列是一种将输入数据转换为固定长度输出的算法应用过程。相同的输入总是会产生相同的散列字符串输出，因此比较散列结果有助于验证数据的完整性。
出于安全目的，敏感信息可以散列并存储在 “散列表 “中，例如，当一个组织以散列形式而不是明文形式存储密码时。
散列经常被误认为是一种加密。虽然散列是一种加密工具，但它并不被视为加密，因为散列信息可以在没有秘钥的情况下重新创建。
什么是加密算法？
无论使用的是对称加密还是非对称加密，交换的密钥都必须使用算法来加密信息。
这些算法是通过一个数学公式或一组规则创建的。算法使用为该加密类型创建的特定数学公式，将明文转换为密文。使用标准化算法可确保文本始终能以可预测的方式解密。
有几种不同的常用加密算法，每种算法用于不同的目的、行业或所需的安全级别。
什么是常用加密算法？
1. 数据加密标准（DES）
数据加密标准（DES）由 IBM 于 20 世纪 70 年代开发，最初由美国政府用于发送和接收私人信息。
它是一种对称密钥算法，用于加密电子数据。它使用 56 位的块算法来加密信息。
DES 加密（来源：维基百科）
由于它是一种较早的加密形式，如今已不再被认为对大多数加密功能是安全的。随着计算机的发展，56 比特不足以安全地保护信息，因为新设备计算能力的提高可以快速破解 DES 算法。
然而，DES 算法为后续更强大、更先进的加密算法铺平了道路。
2. 三重数据加密标准（3DES）
为了改进最初的 DES 加密模型，人们首先尝试了三重数据加密标准（3DES）。
3DES 加密架构（来源：Cyberhoot）
3DES 也是一种对称加密块算法。它的块密码使用 64 位块来加密信息。不过，它并不像 DES 那样止步于此，而是要经过三轮加密，以提供更高的安全级别，进一步隐藏原始信息。
即便如此，美国国家标准与技术研究院（NIST）仍表示，截至 2023 年底，3DES 已被淘汰。这意味着，虽然它仍可用于传统软件，但不能用于创建新的网络安全应用程序。
3. 高级加密标准（AES）
与 DES 一样，高级加密标准（AES）也是一种对称加密算法，使用块密码来加密和解密信息。
AES 的主要区别在于其可用的密钥大小。使用 AES 可以用三种不同的密钥大小加密数据： 128位、192位或256位。这些更长的比特大小使其比 DES 强大得多，因为即使是现在的计算机也需要花费很长的时间才能破解该算法。因此，它被广泛使用，并被认为是当今最安全的加密方法之一。
AES 在许多常见应用中都有使用，包括文件加密、无线安全、处理器安全以及 SSL 和 TLS 等云安全协议。
4. RSA 加密
Rivest-Shamir-Adleman (RSA) 加密以其创造者的姓氏命名，是一种非对称加密，即需要私人和公共密钥才能解密传输的信息。
RSA 的工作原理是将两个非常大的质数相乘，并依靠黑客猜测新质数是由哪两个质数产生的可能性。
RSA 加密（来源：Simplilearn）
它还使用超大位来加密信息，包括 1,024 位、2,048 位，有时甚至是 4,096 位加密。
通过改变私钥和公钥的设置，RSA 可以应用于不同的用例。在更常见的配置中，公钥用于加密，解密数据需要私钥。这种安排通常用于发送私人信息，并确保在被拦截时无法读取。
不过，RSA 加密也可以反过来使用，即私钥加密数据，公钥解密。这种方法用于确认发送者的真实性，而不是隐藏信息。
5. Blowfish 加密
Blowfish 加密是另一种对称密钥块加密算法。它诞生于 20 世纪 90 年代，用来取代 DES。它可以使用从 32 位到 448 位的不同密钥大小。
Blowfish 的与众不同之处在于它是一种未获专利的算法，这意味着任何人都可以使用它，而无需支付使用费。因此，它被广泛应用于软件和互联网安全应用中。
Blowfish 算法比其他一些类型的区块算法要慢，但在某些情况下，这也是它的优点。
6. 双鱼加密、三鱼加密等
对提高安全性的需求催生了许多新的加密算法，如 Twofish、Threefish 和 Macguffin 等。每种算法都使用自己独特的数学公式，各有利弊。
最重要的是确保你用来加密数据的工具符合美国国家标准与技术研究院（NIST）和其他安全监管机构制定的当今最高标准。
如何使用加密？
加密技术每天都在用于保护各种在线数据交易。您甚至可能没有意识到加密技术在某些地方的应用。
让我们来探讨一下加密的常见日常用例。
文件加密
如果您通过 Word 文档、PDF 或图像等文件收发敏感信息，文件加密可用于保护这些文件中包含的信息。
使用我们在上一节中讨论过的算法之一或其他类型的加密方法，可以对文件数据进行编码，使其在没有解密密钥的情况下无法读取。
这一过程可以防止未经授权的访问、盗窃和数据泄露。Filezilla 等工具可以让你对存储和发送的文件进行加密。将此作为常规文件共享流程的一部分，可以让你的信息更加安全。
磁盘加密
虽然现在这种情况不太常见，但有时信息也会存储和共享在硬盘或 USB 驱动器等物理设备上。确保这些物理设备在分发过程中实施适当的网络安全程序，将有助于防止黑客窃取其中的信息。
磁盘加密使用加密算法对物理存储设备上的数据进行加密，只有拥有正确密钥的人才能解密。文件加密适用于单个文件，而磁盘加密可适用于整个磁盘结构，以防止访问其中的所有文件。
通过对磁盘加密，你可以保护敏感数据免受网络攻击或信息落入坏人之手。
电子邮件加密
电子邮件加密是加密的一个非常常见和重要的用途。
电子邮件加密可以保护电子邮件内容不被未经授权的人查看。即使您的电子邮件被攻击者截获，加密也能防止它们被中间人理解。电子邮件加密还能帮助企业遵守数据保护法规，为客户保密。
在选择安全电子邮件提供商时，应确保所选提供商具有强大的加密功能。
云加密
云安全是当今网络安全领域最重要的工具之一。如今，我们在网络上所做的一切几乎都存储在云服务器上。但就安全性而言，云的易访问性既是缺点也是优点。
这就是为什么云加密是数据安全不可或缺的一部分。云加密包括在将数据存储到云服务器之前对其进行加密，从而使黑客或未经授权的用户更难访问数据。加密密钥通常由云提供商或用户管理。
端到端加密
如果您现在正在使用消息应用程序，那么您很可能在不知不觉中使用了端到端加密。端到端加密可确保只有发件人和收件人才能访问短信内容。
许多流行的信息应用程序，如 WhatsApp 和 Signal，都使用端到端加密来保护用户的通信。
加密几乎已经普及到现代数字生活的方方面面，这是有充分理由的。下面我们就来探讨一下加密的主要好处。
数据加密的好处
加密的好处 (来源：Aureon）
遵守数据保护法规
许多组织和实体都必须遵守各种数据保护标准。其中许多法规要求使用加密标准存储和传输敏感数据。
其中一个例子就是所有电子商务商店都必须遵守的 PCI 合规性。该标准确保使用加密技术安全地存储和传输信用卡数据。
了解您所拥有的数据是否经过适当加密，可使您免于罚款、诉讼或被发现不合规而拒绝保险索赔。请务必向 IT 安全人员咨询，以确保您符合规定的标准。
远程工作保护
虽然远程工作有很多好处，但在传输敏感信息时也会带来额外的风险。在远程工作中，通过电子邮件和即时信息传输的信息更多，而所有这些都很容易被拦截。
尽管许多组织实施了 VPN、防火墙和其他网络安全程序来阻止攻击者，但仍应对其背后的信息进行加密，以防这些保护措施被破坏。数据加密为远程工作的用户提供了一层保护，确保数据以加密的形式发送，只有授权人员才能访问。
加密可防止攻击者捕获包含敏感信息的网络流量，或利用互联网上的隔离连接。
增强消费者信任
对许多企业来说，在法规要求之外使用加密技术也是一个好主意。如果能向客户承诺，他们的数据和信息将受到加密技术的安全保护，他们可能会更愿意使用贵公司的产品，而不是其他没有类似承诺的产品。这向客户表明，贵公司非常重视数据隐私，并致力于保护客户。
此外，通过尽可能使用加密技术，您还可以降低受到数据或合规性漏洞影响的可能性。网络攻击或违反合规性规定的行为会对企业的声誉造成严重损害，并损害企业的底线。
通过使用加密技术，您可以避免代价高昂且有害的数据泄露。
加密数据会被黑客攻击吗？
加密可提供强大的保护，防止未经授权的数据访问，但它并非万无一失。正如我们所探讨的，有些加密方法比其他加密方法更安全。传统算法被认为安全性较低，因为它们没有应用足够的排列组合来避免被现代计算机破解。随着计算能力的不断提高，这个问题会越来越严重，今天的强加密可能会变成明天的弱加密。
此外，加密密钥始终存在被盗或丢失的危险。人为失误也是一个原因，因为加密密钥可能会被意外共享或以其他方式泄露。
您还应该意识到，加密并不能完全防范所有类型的网络安全风险。网络犯罪分子可能试图从其他角度攻击你的域名，如通过 DDoS 攻击、DNS 中毒、网络钓鱼等。因此，除加密外，您还应使用其他工具来加强安全态势，以确保您的网站和网络应用程序得到全面保护。
虽然这些风险确实存在，但重要的是要记住，网络安全最好是在多种类型的安全基础上进行分层。加密数据仍然优于未加密数据，尤其是在结合其他类型的安全程序以确保加密秘密不被泄露的情况下。
数据加密常见问题
加密是一个范围广泛的话题。如果你有兴趣深入了解，这里有一些关于加密的常见问题：
加密与令牌化：有什么区别？
加密是将可理解的信息变为不可理解的信息，然后再变回来的过程，而标记化则无法逆转。
标记化过程涉及从组织的数据存储中删除关键数据点，并用占位符信息取而代之。与此同时，被删除的正确信息会存储在其他地方，以免在公司被入侵时被黑客窃取。
传输中加密与静态加密：有什么区别？
要了解这两种加密方式的区别，关键是要了解数据可能存在的两种常见状态 – 静态或传输中。
静态数据就是我们所说的存储在硬盘、USB 或其他数字存储空间中的数据。这些数据处于固定位置，不会移动。传输中的数据是正在通信或传输的数据。它在计算机、网络或互联网之间移动。传输中加密包括在信息从一个地方传输到另一个地方时对其进行加密。
静态加密是指数据存储在物理位置时的保护过程。
确保信息在这两种状态下都得到加密，对于保护客户和公司的私人数据至关重要。
什么是加密后门？
了解加密后门的关键是要记住，许多网络安全协议在制定时都知道人类容易出错，有时需要一个备份计划。
就像可以藏在垫子下面的备用房门钥匙一样，加密后门是一种内置旁路，允许授权人员在紧急情况下取消加密过程。但是，如果保护不当，这些内置旁路也会被攻击者利用，成为进入加密信息的后门。
小结
加密是保护我们的敏感信息并使其免受网络犯罪分子攻击的重要工具。无论是信用卡信息等个人数据还是商业机密，加密都能确保只有经过授权的人才能访问这些信息。
作为网站所有者，重要的是要了解不同类型的加密、需要采用哪些方法来保持合规性，以及如何正确使用它们以确保最大的安全性。
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