摘要：在物联网的使用过程中，最重要的是信息的传输。在传输的信息中存在一些数据能够促进物联网的正常使用，实现物联网个性化、智能化。而信息在传输的时候存在信息泄露、信息被修改等很多安全问题。因此，在物联网中，有很多种安全算法，通过对数据加密来提高信息的安全传输以及保障信息的完整程度，尽可能的减少信息的损失。本文介绍了在安全算法中比较常用的三种算法，并讨论了这三种安全算法的特点以及应用，为以后在实际中选用安全算法提供参考。

关键词：物联网;安全算法;数据加密

0 引言

互联网时代使得物联网的应用日益普及，信息安全的问题也成为社会热点。在物联网的应用中，最重要的就是信息的传递。然而信息的传递过程中包含了太多的不稳定因素，造成信息的外泄、被修改等信息安全问题。为了解决这些安全问题，在物联网中使用多种安全算法将数据加密传输，提高数据在信息传递时的安全性。目前应用在物联网中的安全算法非常多，这些安全算法通常分为三类，分别是对称加密算法、非对称加密算法以及散列算法[1]。本文介绍了这三种安全算法中比较常见的加密算法，以及对这些常见的加密算法在密钥长度、安全系数、运算速度三个方面的性能进行了比较，并讨论了这三种安全算法的特点以及它们的应用。

1 对称加密算法的特点及应用

因为在对称加密算法的加密过程和解密过程中，两个过程使用的密钥是同一套密钥，使得加密过程和解密过程是可逆的。因此，对称加密算法的运算速度相对较快，但是安全性比较低。如果要改变密钥，那么就需要将加密过程和解密过程的密钥同时改变，管理难度比较大。所以，对称加密算法主要应用在对安全系数要求不高的海量数据传递。

常见的对称加密算法包括：DES[2]的密钥长度有64位，其中1/8的长度作为校验使用，剩下的长度作为密钥使用，主要应用在硬件中。因为DES的加密已经被破解了，因此，在DES的基础上，衍生得到2DES，3DES，AES等算法。3DES是围绕一个数据通过三种不同的密钥依次加密后的安全算法，与DES 相比，3DES的安全系数更好[3]。AES是一种密钥长度可以改变的加密安全算法，软件和硬件中都可以应用[4]，并且AES的运算速度非常快，安全系数也更好。RC4和RC5采用变长密钥，其中RC5的迭代轮数也可以变化[5]。这两种算法都比较简单，可以在微處理器中通过编程来应用。其中，RC4和RC5的密钥长度灵活，AES和RC4的安全系数最高，AES、RC4和RC5的运算速度快。

2 非对称加密算法的特点及应用

因为非对称密码采用的是不同的密钥，难度也不尽相同，所以非对称密码的安全性也不尽相同。复杂的密钥以及算法，虽然能够加强安全性，同时也增加了计算量，使得运算速度降低。非对称密码主要是在数字签名和身份认证方面进行加密，安全性强，能够保障用户的隐私。

常见的非对称加密算法包括：RSA有灵活的密钥长度，主要应用于数据加密和数字签名等方面，具有高加密性和高安全性的特点。DSA是一种安全系数很高的数字签名算法，只适用于数字签名。ECC是一种椭圆曲线密码算法。密钥长度灵活，但是因为其算法非常复杂，密钥长度是加密强度的指数阶。其中，RSA、DSA、ECC的密钥长度都是灵活可变的，安全系数都很高，但是RSA和DSA 没有ECC的运算速度快。其中，RSA、DSA、ECC的密钥长度都是灵活可变的，安全系数都很高，但是RSA和DSA 没有ECC的运算速度快。

3 散列算法的特点及应用

散列算法是属于单向的加密过程，整个过程是将输入的明文加密为密文的加密过程，不存在反向的的解密过程。输入任意长度的明文，在经过散列算法加密后，输出固定长度的密文。散列算法主要是用于检验消息的完整程度，数字签名和鉴权协议。

常见的散列算法包括：MD5是一种专门用于检验消息的完整程度的散列函数。目前，MD5算法已经被破解，因此，许多重要信息已经不再使用该算法。Hmac消息认证码就是对MD5的改进算法。SHA1[6]可以加密任意长度的明文，常和DSA在数字签名方面联合使用[7]。通过SHA1对信息产生一个消息摘要，从而保证数据的完整性。目前还没有被破解，在SHA1的基础上还有SHA256、SHA512等安全算法。其中，SHA-1、MD5、SHA256的密钥长度固定，灵活性不高，SHA256的安全系数在这三个里面最高，MD5安全系数居中，MD5的安全系数没有SHA-1高，但SHA-1的运算速度没有SHA256和MD5快。

4 结束语

在物联网的普及过程中，加密算法扮演了很重要的角色，不同的加密算法根据自身的特点有不同的应用。本文将对称加密算法、非对称加密算法以及散列算法等三种安全算法中比较常见加密算法的特点进行了介绍，并根据这三种安全算法的特点介绍了对应的应用范围。在本文中，还对这些常见的加密算法在密钥长度、安全系数、运算速度三个方面进行了比较。在实际应用的时候，从加密算法的特点、应用范围中以及在密钥管理、安全性、运算速度等方面的性能来选择合适的安全算法。

参考文献

[1]王凯丽.物联网多种安全算法的对比[J].数字化用户，2019，25（25）：246.

[2]刘峰，王丹丹，于波，于飞.基于3DES-RC4混合加密的即时通信系统[J].计算机系统应用，2020，29（08）：80-89.

[3]胡玉杰，王杰，程芳权，林江景，王威，石松杰.一种基于AES和RSA的核应急安全数据通信系统[J].核安全，2020，19（04）：71-75

[4]孙海云.对称加密算法RC5的架构设计与电路实现[J].上海应用技术学院学报（自然科学版），2014，14（01）：88-92.

[5]王煜，朱明，夏演.非对称加密算法在身份认证中的应用研究[J].计算机技术与发展，2020，30（01）：94-98.

[6]王孟钊.SHA1算法的研究及应用[J].信息技术，2018，42（08）：152-153+158.

基金项目：江西省教育厅科学技术研究项目（一般项目）物联网多种安全算法的应用（GJJ171183）