写给菜鸟—可逆和不可逆加解密算法原理

现在很多网站密码采用MD5 方式加密,MD5是不可逆的运算,所以加密后不可能根据密文来还原。

这里设明文到MD5密文的转换过程为函数,f(x),对任意x只有一个y=f(x)与之对应,对于任意y=f(x)只可能有唯一的一个x可以得到f(x)=y。16位MD5 的算法有f("917")="d2dc5d489242e60e"。因为运算不可逆,所以不会存在统一的算法g(y)=x而是你通过"d2dc5d489242e60e"得到"917"。

如果你在一个系统中的注册密码是"917",出于安全考虑,系统留下的不是明文而是"d2dc5d489242e60e"。比如说你本次登录对系统提交的是"917",系统不是直接验证,而是用f("917")来验证是不是等于系统中保存的"d2dc5d489242e60e"。如果相等,就代表登陆成功,不相等就不成功。

你可以通过各种方法得到系统中存储的"d2dc5d489242e60e",此时的唯一选择是在有效的范围内枚举(一一列举)可能的明文通过f(x)看是否等于"d2dc5d489242e60e"。因为计算机的优势就是运算速度快和运算精确度高,每秒钟可以枚举数万甚至更高。比如可以让计算机循环从0枚举到999,当到917时就会得到与上例相同的密文,就证明明文是"917"。指定计算机允许的全部字符范围理论上就可以破解所有的密码明文,而只是时间问题(一个复杂的密码可能需要破解者N个世纪来破解,而一个8位纯数字、常用单词可能只需要计算机N秒的时间)。尽管数据库不是那么容易泄露和被入侵者得到,但是安全意识必须加强,密码强度要足够大。

而很多时候我们需要可逆的算法来加密。比如我们发邮件,如果是机要文件发送路途中可能会被各种方法拦截而泄密。这是我们需要可逆算法。假设有一种简单算法为y=f(x,m),逆算有x=g(y,n)。发送方使用f(x,m),接受方使用g(y,n)。m,n分别为双方的“钥匙”。设m=1,n=2时有y=f("晚上8点桥上见",1)="你吃饭了么?";x=g("你吃饭了么?",2)="晚上8点桥上见"。此时发送方只用根据自己的y=f(x,m)发送“你吃饭了么?”给接受方,即使路上被拦截也没有泄露什么,接受方用自己唯一的x=g(y,n)代入得到的y=“你吃饭了么?”和自己的钥匙就轻松得到x="晚上8点桥上见"。

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