加密算法
常见的加密算法通常分为分组加密算法和流密码加密算法两种。
分组加密算法基于“分组“(block)进行操作，根据算法的不同，每个分组的长度可能不同。代表有DES、3-DES、Blowfish、IDEA、AES等。
流密码加密算法每次只处理一个字节，密钥独立于消息之外，两者通过异或实现加密与解密。代表有RC4、ORYX、SEAL等。
针对加密算法的攻击，针对攻击者可以获得的信息，可以分为：
唯密文攻击
攻击者有一些密文，它们是使用同一加密算法和同一密钥加密的。
已知明文攻击
攻击者除了能得到一些密文外，还能得到这些密文对应的明文。
选择明文攻击
攻击者不仅能得到一些密文和明文，还能选择用于加密的明文。
选择密文攻击
攻击者可以选择不同的密文来解密。
Stream Cipher Attack
Reused Key Attack
在流密码的使用中，最常见的错误便是使用同一个密钥进行多次加/解密。这将使得破解流密码变得非常简单。这种攻击被称为“Reused Key Attack”，在这种攻击下，攻击者不需要知道密钥，即可还原出明文。
假设有密钥C，明文A，明文B，那么，XOR加密可表示为：
密文是公之于众的，因此很容易就可计算：
因为两个相同的数进行XOR运算结果为0，由此可得：
从而得到了：
这意味着4个数据中，只需要知道3个，就可以推导出剩下的一个。实际应用如下：
Bit-flipping Attack
一个网站应用使用Cookie作为用户身份的认证凭证，而Cookie的值是通过XOR加密而得到的。认证的过程就是服务器端解密Cookie后，检查明文是否合法。假设明文是：
那么当攻击者注册了一个普通用户A时，获取了A的Cookie为Cookie(A)，就有可能构造出管理员的Cookie，从而获得管理员权限：
攻击者在不知道明文的情况下，通过改变密文，使得明文按其需要的方式发生改变的攻击方式，称为Bit-flipping Attack。
解决方式是验证密文的完整性，最常见的方法是增加带有KEY的MAC（消息验证码），通过MAC验证密文是否被篡改。
ECB模式的缺陷
分组加密算法有一些通用的加密模式，如ECB、CBC、CFB、OFB、CTR等。
ECB模式（电码簿模式）是最简单的一种加密模式，它的每个分组之间相对独立。但问题出在：攻击者只需要对调任意分组的密文，在经过解密后，所得明文的顺序也是经过对调的。替换某个分组密文，解密后该对应分组的明文也会被替换，而其他分组不受影响。
当需要加密的明文多于一个分组的长度时，应该避免使用ECB模式，而使用其他更加安全的加密模式。
Padding Oracle Attack
针对CBC模式，可以在不知道密钥的情况下，通过对padding bytes的尝试，还原明文，或者构造出任意明文的密文。
密钥管理
密码系统的安全性应该依赖于密钥的复杂性，而不应该依赖于算法的保密性。
密钥管理中最常见的错误，就是将密钥硬编码在代码里。
硬编码的密钥，在以下几种情况下可能被泄露。
- 代码被广泛传播。
- 软件开发团队的成员都能查看代码，从而获知硬编码的密钥。
对于Web应用来说，最常见的做法是将密钥（包括密码）保存在配置文件或者数据库中，在使用时由程序读出密钥并加载进内存。
伪随机数问题
伪随机数不够随机，是程序开发中会出现的一个问题。
很多伪随机数算法与系统时间有关，直接使用系统时间代替随机数的生成，这样生成的随机数是根据时间顺序增长的，可以从时间上进行预测，从而产生安全隐患。
伪随机数是由数学算法实现的，它真正随机的地方在于“种子(seed)”。种子一旦确定后，再通过同一伪随机数算法计算出来的随机数，其值是固定的，多次计算所得值得顺序也是固定的。
在重要或敏感的系统中，一定要使用足够强壮的随机数生成算法。
小结
- 不要使用ECB模式；
- 不要使用流密码（比如RC4）；
- 使用HMAC-SHA1代替MD5（甚至是代替SHA1）；
- 不要使用相同的key做不同的事情；
- salts与IV需要随机产生；
- 不要自己实现加密算法，尽量使用安全专家已经实现好的库；
- 不要依赖系统的保密性；
- 使用CBC模式的AES256用于加密；
- 使用HMAC-SHA512用于完整性检查；
- 使用带salt的SHA-256或SHA-512用于Hashing。
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