des演算法3des

A. 2.2 DES/3DES演算法 -- 演算法介紹

DES 演算法和 DESSede 演算法統稱DES系列演算法，是對稱加密演算法領域的經典加密演算法。 DESSede (又稱 3DES )使用三次迭代增加演算法安全性。DES演算法是眾多對稱加密演算法的基礎，很多演算法都是基於該演算法演變而來。

雖然DES被取代了，但是DES的CBC工作模式是基礎性的演算法和工作模型，有很強的意義，在遺留系統中也有一些使用的。

DES的演算法是採用分組加密工作模式，流程比較復雜，大致流程如下：

DES 和 3DES 適合一般加密性場景，當前大部分是遺留系統在使用，還有一部分可能是系統沒有支持 AES 等其他加密手段被迫使用。

JDK僅支持 56位的密鑰長度 （出口限制），對稱加密系列演算法的特點是：密鑰長度越高安全性越高，因此JDK本身自帶的 DES 和 3DES 演算法僅適合學術和一般場景使用，Bouncy Castle提供了64位密鑰長度的支持。

3DES 是對 DES 的一種改良演算法，針對 DES 演算法密鑰短，迭代次數少的缺點做了改進。但是 3DES 演算法速度慢，密鑰計算時間長，加密效率不高，實際使用也不多。

DES 的 3 大安全痛點：

B. 什麼是DES演算法,什麼是3DES演算法

這是密碼學中的兩種加密演算法，只要學過密碼學究很清楚了
要想搞清楚推薦一本書清華大學出版的《現代密碼學》

你可以先看這了解一下
http://ke..com/view/584868.htm?fr=ala0_1
http://..com/question/4573004.html

C. 什麼是3DES對稱加密演算法

DES加密經過下面的步驟
1、提供明文和密鑰,將明文按照64bit分塊（對應8個位元組），不足8個位元組的可以進行填充（填充方式多種）,密鑰必須為8個位元組共64bit
填充方式：

當明文長度不為分組長度的整數倍時，需要在最後一個分組中填充一些數據使其湊滿一個分組長度。
* NoPadding
API或演算法本身不對數據進行處理，加密數據由加密雙方約定填補演算法。例如若對字元串數據進行加解密，可以補充\0或者空格，然後trim

* PKCS5Padding
加密前：數據位元組長度對8取余，余數為m，若m>0,則補足8-m個位元組，位元組數值為8-m，即差幾個位元組就補幾個位元組，位元組數值即為補充的位元組數，若為0則補充8個位元組的8
解密後：取最後一個位元組，值為m，則從數據尾部刪除m個位元組，剩餘數據即為加密前的原文。
例如：加密字元串為為AAA，則補位為AAA55555;加密字元串為BBBBBB，則補位為BBBBBB22；加密字元串為CCCCCCCC，則補位為CCCCCCCC88888888。

* PKCS7Padding
PKCS7Padding 的填充方式和PKCS5Padding 填充方式一樣。只是加密塊的位元組數不同。PKCS5Padding明確定義了加密塊是8位元組，PKCS7Padding加密快可以是1-255之間。
2、選擇加密模式

**ECB模式** 全稱Electronic Codebook模式，譯為電子密碼本模式
**CBC模式** 全稱Cipher Block Chaining模式，譯為密文分組鏈接模式
**CFB模式** 全稱Cipher FeedBack模式，譯為密文反饋模式
**OFB模式** 全稱Output Feedback模式，譯為輸出反饋模式。
**CTR模式** 全稱Counter模式，譯為計數器模式。
3、開始加密明文（內部原理--加密步驟，加密演算法實現不做講解）

image
1、將分塊的64bit一組組加密，示列其中一組：將此組進行初始置換（IP置換），目的是將輸入的64位數據塊按位重新組合，並把輸出分為L0、R0兩部分，每部分各長32位。
2、開始Feistel結構的16次轉換，第一次轉換為：右側數據R0和子密鑰經過輪函數f生成用於加密左側數據的比特序列，與左側數據L0異或運算，
運算結果輸出為加密後的左側L0，右側數據則直接輸出為右側R0。由於一次Feistel輪並不會加密右側，因此需要將上一輪輸出後的左右兩側對調後才正式完成一次Feistel加密，
3、DES演算法共計進行16次Feistel輪，最後一輪輸出後左右兩側無需對調，每次加密的子密鑰不相同，子密鑰是通過秘鑰計算得到的。
4、末置換是初始置換的逆過程，DES最後一輪後，左、右兩半部分並未進行交換，而是兩部分合並形成一個分組做為末置換的輸入
DES解密經過下面的步驟
1、拿到密文和加密的密鑰
2、解密：DES加密和解密的過程一致，均使用Feistel網路實現，區別僅在於解密時，密文作為輸入，並逆序使用子密鑰。
3、講解密後的明文去填充 (padding）得到的即為明文
Golang實現DES加密解密
package main

import (
"fmt"
"crypto/des"
"bytes"
"crypto/cipher"
)

func main() {
var miwen,_= DESEncode([]byte("hello world"),[]byte("12345678"))
fmt.Println(miwen) // [11 42 146 232 31 180 156 225 164 50 102 170 202 234 123 129],密文：最後5位是補碼
var txt,_ = DESDecode(miwen,[]byte("12345678"))
fmt.Println(txt) // [104 101 108 108 111 32 119 111 114 108 100]明碼
fmt.Printf("%s",txt) // hello world
}
// 加密函數
func DESEncode(orignData, key []byte)([]byte,error){

// 建立密碼塊
block ,err:=des.NewCipher(key)
if err!=nil{ return nil,err}

// 明文分組，不足的部分加padding
txt := PKCS5Padding(orignData,block.BlockSize())

// 設定加密模式,為了方便，初始向量直接使用key充當了（實際項目中，最好別這么做）
blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block,key)

// 創建密文長度的切片，用來存放密文位元組
crypted :=make([]byte,len(txt))

// 開始加密,將txt作為源，crypted作為目的切片輸入
blockMode.CryptBlocks(crypted,txt)

// 將加密後的切片返回
return crypted,nil
}
// 加密所需padding
func PKCS5Padding(ciphertext []byte,size int)[]byte{
padding := size - len(ciphertext)%size
padTex := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)},padding)
return append(ciphertext,padTex...)
}
// 解密函數
func DESDecode(cripter, key []byte) ([]byte,error) {
// 建立密碼塊
block ,err:=des.NewCipher(key)
if err!=nil{ return nil,err}

// 設置解密模式，加密模式和解密模式要一樣
blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block,key)

// 設置切片長度，用來存放明文位元組
originData := make([]byte,len(cripter))

// 使用解密模式解密,將解密後的明文位元組放入originData 切片中
blockMode.CryptBlocks(originData,cripter)

// 去除加密的padding部分
strByt := UnPKCS5Padding(origenData)

return strByt,nil
}
// 解密所需要的Unpadding
func UnPKCS5Padding(origin []byte) []byte{
// 獲取最後一位轉為整型，然後根據這個整型截取掉整型數量的長度
// 若此數為5，則減掉轉換明文後的最後5位，即為我們輸入的明文
var last = int(origin[len(origin)-1])
return origin[:len(origin)-last]
}
注意：在設置加密模式為CBC的時候，我們需要設置一個初始化向量，這個量的意思 在對稱加密演算法中，如果只有一個密鑰來加密數據的話，明文中的相同文字就會也會被加密成相同的密文，這樣密文和明文就有完全相同的結構，容易破解，如果給一個初始化向量，第一個明文使用初始化向量混合並加密，第二個明文用第一個明文的加密後的密文與第二個明文混合加密，這樣加密出來的密文的結構則完全與明文不同，更加安全可靠。CBC模式圖如下

CBC
3DES
DES 的常見變體是三重 DES，使用 168 位的密鑰對資料進行三次加密的一種機制；它通常（但非始終）提供極其強大的安全性。如果三個 56 位的子元素都相同，則三重 DES 向後兼容 DES。
對比DES，發現只是換了NewTripleDESCipher。不過，需要注意的是，密鑰長度必須24byte，否則直接返回錯誤。關於這一點，PHP中卻不是這樣的，只要是8byte以上就行；而Java中，要求必須是24byte以上，內部會取前24byte（相當於就是24byte）。另外，初始化向量長度是8byte（目前各個語言都是如此，不是8byte會有問題）

D. 屬於對稱加密演算法的有哪些

主要有DES演算法，3DES演算法，TDEA演算法，Blowfish演算法，RC5演算法，IDEA演算法。

對稱加密演算法的特點是演算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高。優點在於加解密的高速度和使用長密鑰時的難破解性，缺點是交易雙方都使用同樣鑰匙，安全性得不到保證。

對稱演算法的安全性依賴於密鑰，泄漏密鑰就意味著任何人都可以對他們發送或接收的消息解密，所以密鑰的保密性對通信的安全性至關重要。

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常見的加密演算法

DES演算法是密碼體制中的對稱密碼體制，把64位的明文輸入塊變為64位的密文輸出塊，它所使用的密鑰也是64位。

3DES是基於DES的對稱演算法，對一塊數據用三個不同的密鑰進行三次加密，強度更高。

RC2和RC4是對稱演算法，用變長密鑰對大量數據進行加密，比DES快。

IDEA演算法是在DES演算法的基礎上發展出來的，是作為迭代的分組密碼實現的，使用128位的密鑰和8個循環。

RSA是由RSA公司發明，是一個支持變長密鑰的公共密鑰演算法，需要加密的文件塊的長度也是可變的，非對稱演算法。

DSA，即數字簽名演算法，是一種標準的 DSS（數字簽名標准），嚴格來說不算加密演算法。

AES是高級加密標准對稱演算法，是下一代的加密演算法標准，速度快，安全級別高，在21世紀AES 標準的一個實現是 Rijndael演算法。

Blowfish演算法是一個64位分組及可變密鑰長度的對稱密鑰分組密碼演算法，可用來加密64比特長度的字元串。

E. 3des的秘鑰長度

是3x56bit長的密鑰，DES是一個經典的對稱加密演算法，但也缺陷明顯，即56位的密鑰安全性不足，已被證實可以在短時間內破解。為解決此問題，出現了3DES，也稱Triple DES，3DES為DES向AES過渡的加密演算法，它使用3條56位的密鑰對數據進行三次加密。為了兼容普通的DES，3DES並沒有直接使用 加密->加密->加密 的方式，而是採用了加密->解密->加密 的方式。

F. 3DES的介紹

3DES（或稱為Triple DES）是三重數據加密演算法（TDEA，Triple Data Encryption Algorithm）塊密碼的通稱。它相當於是對每個數據塊應用三次DES加密演算法。由於計算機運算能力的增強，原版DES密碼的密鑰長度變得容易被暴力破解；3DES即是設計用來提供一種相對簡單的方法，即通過增加DES的密鑰長度來避免類似的攻擊，而不是設計一種全新的塊密碼演算法。

G. 幾種常用數據加密演算法的比較

幾種對稱性加密演算法：AES,DES,3DES
DES是一種分組數據加密技術（先將數據分成固定長度的小數據塊，之後進行加密），速度較快，適用於大量數據加密，而3DES是一種基於DES的加密演算法，使用3個不同密匙對同一個分組數據塊進行3次加密，如此以使得密文強度更高。
相較於DES和3DES演算法而言，AES演算法有著更高的速度和資源使用效率，安全級別也較之更高了，被稱為下一代加密標准。
幾種非對稱性加密演算法：RSA,DSA,ECC
RSA和DSA的安全性及其它各方面性能都差不多，而ECC較之則有著很多的性能優越，包括處理速度，帶寬要求，存儲空間等等。
幾種線性散列演算法（簽名演算法）：MD5,SHA1,HMAC
這幾種演算法只生成一串不可逆的密文，經常用其效驗數據傳輸過程中是否經過修改，因為相同的生成演算法對於同一明文只會生成唯一的密文，若相同演算法生成的密文不同，則證明傳輸數據進行過了修改。通常在數據傳說過程前，使用MD5和SHA1演算法均需要發送和接收數據雙方在數據傳送之前就知道密匙生成演算法，而HMAC與之不同的是需要生成一個密匙，發送方用此密匙對數據進行摘要處理（生成密文），接收方再利用此密匙對接收到的數據進行摘要處理，再判斷生成的密文是否相同。
對於各種加密演算法的選用：
由於對稱加密演算法的密鑰管理是一個復雜的過程，密鑰的管理直接決定著他的安全性，因此當數據量很小時，我們可以考慮採用非對稱加密演算法。
在實際的操作過程中，我們通常採用的方式是：採用非對稱加密演算法管理對稱演算法的密鑰，然後用對稱加密演算法加密數據，這樣我們就集成了兩類加密演算法的優點，既實現了加密速度快的優點，又實現了安全方便管理密鑰的優點。
如果在選定了加密演算法後，那採用多少位的密鑰呢？一般來說，密鑰越長，運行的速度就越慢，應該根據的我們實際需要的安全級別來選擇，一般來說，RSA建議採用1024位的數字，ECC建議採用160位，AES採用128為即可。

H. 對稱加密演算法的加密演算法主要有哪些

1、3DES演算法

3DES（即Triple DES）是DES向AES過渡的加密演算法（1999年，NIST將3-DES指定為過渡的加密標准），加密演算法，其具體實現如下：設Ek()和Dk()代表DES演算法的加密和解密過程，K代表DES演算法使用的密鑰，M代表明文，C代表密文，這樣：

3DES加密過程為：C=Ek3(Dk2(Ek1(M)))

3DES解密過程為：M=Dk1(EK2(Dk3(C)))

2、Blowfish演算法

BlowFish演算法用來加密64Bit長度的字元串。

BlowFish演算法使用兩個「盒」——unsignedlongpbox[18]和unsignedlongsbox[4,256]。

BlowFish演算法中，有一個核心加密函數:BF_En(後文詳細介紹）。該函數輸入64位信息，運算後，以64位密文的形式輸出。用BlowFish演算法加密信息，需要兩個過程：密鑰預處理和信息加密。

分別說明如下：

密鑰預處理：

BlowFish演算法的源密鑰——pbox和sbox是固定的。我們要加密一個信息，需要自己選擇一個key，用這個key對pbox和sbox進行變換，得到下一步信息加密所要用的key_pbox和key_sbox。具體的變化演算法如下：

1)用sbox填充key_sbox

2)用自己選擇的key8個一組地去異或pbox，用異或的結果填充key_pbox。key可以循環使用。

比如說：選的key是"abcdefghijklmn"。則異或過程為：

key_pbox[0]=pbox[0]abcdefgh；

key_pbox[1]=pbox[1]ijklmnab；

…………

…………

如此循環，直到key_pbox填充完畢。

3)用BF_En加密一個全0的64位信息，用輸出的結果替換key_pbox[0]和key_pbox[1],i=0；

4)用BF_En加密替換後的key_pbox,key_pbox[i+1]，用輸出替代key_pbox[i+2]和key_pbox[i+3]；

5)i+2，繼續第4步，直到key_pbox全部被替換；

6)用key_pbox[16]和key_pbox[17]做首次輸入（相當於上面的全0的輸入），用類似的方法，替換key_sbox信息加密。

信息加密就是用函數把待加密信息x分成32位的兩部分:xL,xRBF_En對輸入信息進行變換。

3、RC5演算法

RC5是種比較新的演算法，Rivest設計了RC5的一種特殊的實現方式，因此RC5演算法有一個面向字的結構：RC5-w/r/b，這里w是字長其值可以是16、32或64對於不同的字長明文和密文塊的分組長度為2w位，r是加密輪數，b是密鑰位元組長度。

(8)des演算法3des擴展閱讀：

普遍而言，有3個獨立密鑰的3DES（密鑰選項1）的密鑰長度為168位（三個56位的DES密鑰），但由於中途相遇攻擊，它的有效安全性僅為112位。密鑰選項2將密鑰長度縮短到了112位，但該選項對特定的選擇明文攻擊和已知明文攻擊的強度較弱，因此NIST認定它只有80位的安全性。

對密鑰選項1的已知最佳攻擊需要約2組已知明文，2部，2次DES加密以及2位內存（該論文提到了時間和內存的其它分配方案）。

這在現在是不現實的，因此NIST認為密鑰選項1可以使用到2030年。若攻擊者試圖在一些可能的（而不是全部的）密鑰中找到正確的，有一種在內存效率上較高的攻擊方法可以用每個密鑰對應的少數選擇明文和約2次加密操作找到2個目標密鑰中的一個。

I. DES演算法的設計目的

DES演算法的設計目的密碼體制中的對稱密碼體制。

這意味著如果一台計算機的速度是每一秒鍾檢測一百萬個密鑰，則它搜索完全部密鑰就需要將近2285年的時間，可見，這是難以實現的。

這並不等於說DES是不可破解的。而實際上，隨著硬體技術和Internet的發展，其破解的可能性越來越大，而且，所需要的時間越來越少。使用經過特殊設計的硬體並行處理要幾個小時。

DES與3DES：

DES向AES過渡的加密演算法，它使用3條56位的密鑰對數據進行三次加密。是DES的一個更安全的變形。它以DES為基本模塊，通過組合分組方法設計出分組加密演算法。比起最初的DES，3DES更為安全。

該方法使用兩個密鑰，執行三次DES演算法，加密的過程是加密-解密-加密，解密的過程是解密-加密-解密。