密碼學/對稱密碼

對稱金鑰密碼（也稱為秘密金鑰密碼、單金鑰密碼、私鑰密碼或共享金鑰密碼）共享_secretis是一種使用相同的（必須保密的）金鑰來加密和解密訊息的密碼。

在 1970 年代非對稱金鑰密碼（通常稱為“公鑰/私鑰”密碼）發明之前，所有密碼都是對稱的。通訊的每一方都需要一個金鑰來加密訊息；而接收方需要相同的金鑰來解密訊息。這帶來了一個重大問題，因為它要求所有各方都擁有一個安全的通訊系統（例如面對面會議或安全快遞）才能分發所需的金鑰。隨著參與者數量的增加，所需安全傳輸的數量會以不可接受且完全不切實際的速度快速增加。

正式定義

任何基於對稱金鑰密碼的密碼系統都符合以下定義

• M : 要加密的訊息
• K : 秘密金鑰
• E : 加密函式
• D : 解密函式
• C : 加密後的訊息。C := E(M, K)
• 對於所有 M、C 和 K，M = D(C,K) = D(E(M,K),K)

互逆密碼

一些共享金鑰密碼也是“互逆密碼”。互逆密碼對解密訊息應用與加密訊息相同的變換。在上面的正式定義中，對於互逆密碼，E = D。

互逆密碼的一個例子是Rot 13，其中在兩種情況下都使用相同的字母移位。

異或密碼（通常與一次性密碼本一起使用）是另一種互逆密碼。

互逆密碼的優點是，解碼機器可以完全按照編碼機器設定——互逆密碼不需要操作員記住在“解碼”和“編碼”之間切換。

對稱密碼的優點

對稱金鑰密碼通常比非對稱密碼的計算開銷Overhead_(computing)要低得多，有時這種每個字元的計算開銷差異可以達到幾個數量級。 因此，它們仍然用於檔案和資料流的批次加密，以用於線上應用程式。

用途

要建立兩方之間的安全通訊會話Session_key，需要執行以下操作Transport_Layer_Security

1. 愛麗絲告訴鮑勃（以明文形式）她想要一個安全的連線。
2. 鮑勃生成一對一次性（會話）公鑰/私鑰（非對稱）金鑰（Kpb Kpr）。
3. 愛麗絲生成一個一次性（會話）對稱金鑰。這將是共享的秘密（Ks）。
4. 鮑勃將公鑰（Kpb）傳送給愛麗絲。
5. 愛麗絲使用公鑰 Kpb 加密她的共享會話金鑰 Ks Ck := E(Ks, Kpb) 並將其傳送給鮑勃
6. 鮑勃使用他的私鑰解密訊息以獲得共享會話金鑰 Ks := D(Ck, Kpr)
7. 現在愛麗絲和鮑勃擁有一個共享的秘密（對稱金鑰）來保護此連線上的此會話的通訊。
8. 任何一方都可以透過簡單地 C := E(M, Ks) 來加密訊息，並透過 M = D(C,K) = D(E(M,Ks),Ks) 來解密訊息。

這是 Diffie-Hellman Diffie_Hellman_key_exchange 金鑰交換及其更高階的後繼者Transport_Layer_Security 的基礎。

示例

• DES
• DES3
• AES
• TwoFish
• BlowFish
• Idea
• Chameleon

進一步閱讀

對稱金鑰演算法

• 金鑰分發

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