對稱演算法破解

A. 加密就像玩魔方----圖文詳解對稱加密（DES、AES）

加密就像玩魔方----圖文詳解對稱加密（DES、AES）

為什麼需要加密？

密碼學源於解決消息傳遞過程中的安全問題。例如，當熊小貓給爸爸寫信請求匯款時，信件在傳遞過程中可能被多個人接觸，存在信息泄露、篡改或通信對象被冒充的風險。密碼學的目的就是要解決這些安全挑戰：信息保密問題、信息篡改問題和通信對象認證問題。

密碼系統

信息加密是指將信息轉化為任何第三方都無法讀懂，只有發送方和接收方能看懂的信息。密碼系統由演算法+密鑰組成，明文和密鑰是原材料，演算法是加工的方式，產出就是密文。密碼演算法不需要保密，重要的是確保密鑰的安全，以及讓破解者難以通過明文、密文等信息推斷出密鑰。

簡單替換密碼系統中，26個字母建立映射關系，例如s->a、c->d等。密碼演算法是26個字母按照固定的映射關系做替換，密鑰是26個字母的替換關系。雖然暴力破解這種密碼系統需要很長時間，但可以通過頻率分析的方式破解，因為明文中同一個字母出現的頻率和密文中被替換的字母出現的頻率一致。

對稱密鑰

密鑰分為對稱密鑰和非對稱密鑰（公鑰密鑰）。對稱密碼指加密和解密使用同樣的密鑰。

DES（Data Encryption Standard）是1977年美國聯邦信息處理標准中所採用的一種對稱密碼，但由於計算機算力的提升，DES已經不再安全，可以在短時間內通過暴力破解。DES密鑰長度為64比特，每次可以加密64比特的明文。DES的加密結構由Horst Feistel設計，稱為Feistel網路，每次加密都要經過數輪，每輪只加密一半比特序列以確保可解密性。

B. 請問以下對稱加密法的加密方法和解密方法是什麼

一、加密方法
一個加密系統S可以用數學符號描述如下：
S={P, C, K, E, D}
其中 :
P——明文空間，表示全體可能出現的明文集合，
C——密文空間，表示全體可能出現的密文集合，
K——密鑰空間，密鑰是加密演算法中的可變參數，
E——加密演算法，由一些公式、法則或程序構成，
D——解密演算法，它是E的逆。
當給定密鑰kÎK時，各符號之間有如下關系：
C = Ek(P), 對明文P加密後得到密文C
P = Dk(C) = Dk(Ek(P)), 對密文C解密後得明文P
如用E-1 表示E的逆，D-1表示D的逆，則有：
Ek = Dk-1且Dk = Ek-1
因此，加密設計主要是確定E，D，K。
二、解密方法

1 實現密鑰的交換，在對稱加密演算法中有這樣一個問題，對方如何獲得密鑰，在這里就可以通過公鑰演算法來實現。即用公鑰加密演算法對密鑰進行加密，再發送給對方就OK了
2 數字簽名。加密可以使用公鑰/私鑰，相對應的就是使用私鑰/公鑰解密。因此若是發送方使用自己的私鑰進行加密，則必須用發送方公鑰進行解密，這樣就證明了發送方的真實性，起到了防抵賴的作用。