des算法工具
优点：DES加密算法密钥只用到了64位中的56位，这样具有高的安全性。
缺点：分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。
‘贰’ des算法加密解密的实现
本文介绍了一种国际上通用的加密算法—DES算法的原理，并给出了在VC++6.0语言环境下实现的源代码。最后给出一个示例，以供参考。
关键字：DES算法、明文、密文、密钥、VC；
本文程序运行效果图如下：
正文：
当今社会是信息化的社会。为了适应社会对计算机数据安全保密越来越高的要求，美国国家标准局(NBS)于1997年公布了一个由IBM公司研制的一种加密算法，并且确定为非机要部门使用的数据加密标准，简称DES(Data Encrypton Standard)。自公布之日起，DES算法作为国际上商用保密通信和计算机通信的最常用算法，一直活跃在国际保密通信的舞台上，扮演了十分突出的角色。现将DES算法简单介绍一下，并给出实现DES算法的VC源代码。
DES算法由加密、解密和子密钥的生成三部分组成。
一．加密
DES算法处理的数据对象是一组64比特的明文串。设该明文串为m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串经过64比特的密钥K来加密，最后生成长度为64比特的密文E。其加密过程图示如下：
DES算法加密过程
对DES算法加密过程图示的说明如下：待加密的64比特明文串m，经过IP置换后，得到的比特串的下标列表如下：
IP 58 50 42 34 26 18 10 2
60 52 44 36 28 20 12 4
62 54 46 38 30 22 14 6
64 56 48 40 32 24 16 8
57 49 41 33 25 17 9 1
59 51 43 35 27 19 11 3
61 53 45 37 29 21 13 5
63 55 47 39 31 23 15 7
该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1(子密钥的生成将在后面讲)经过变换f(R0,K1)（f变换将在下面讲）输出32位的比特串f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。运算规则为：
f1与L0做不进位的二进制加法运算后的结果赋给R1，R0则原封不动的赋给L1。L1与R0又做与以上完全相同的运算，生成L2，R2…… 一共经过16次运算。最后生成R16和L16。其中R16为L15与f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果，L16是R15的直接赋值。
R16与L16合并成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16与L16合并后成的比特串，经过置换IP-1后所得比特串的下标列表如下：
IP-1 40 8 48 16 56 24 64 32
39 7 47 15 55 23 63 31
38 6 46 14 54 22 62 30
37 5 45 13 53 21 61 29
36 4 44 12 52 20 60 28
35 3 43 11 51 19 59 27
34 2 42 10 50 18 58 26
33 1 41 9 49 17 57 25
经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e.。
下面再讲一下变换f(Ri-1,Ki)。
它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图所示：
对f变换说明如下：输入Ri-1(32比特)经过变换E后，膨胀为48比特。膨胀后的比特串的下标列表如下：
E: 32 1 2 3 4 5
4 5 6 7 8 9
8 9 10 11 12 13
12 13 14 15 16 17
16 17 18 19 20 21
20 21 22 23 24 25
24 25 26 27 28 29
28 29 30 31 32 31
膨胀后的比特串分为8组，每组6比特。各组经过各自的S盒后，又变为4比特(具体过程见后)，合并后又成为32比特。该32比特经过P变换后，其下标列表如下：
P: 16 7 20 21
29 12 28 17
1 15 23 26
5 18 31 10
2 8 24 14
32 27 3 9
19 13 30 6
22 11 4 25
经过P变换后输出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。
下面再讲一下S盒的变换过程。任取一S盒。见图：
在其输入b1,b2,b3,b4,b5,b6中，计算出x=b1*2+b6, y=b5+b4*2+b3*4+b2*8，再从Si表中查出x 行，y 列的值Sxy。将Sxy化为二进制，即得Si盒的输出。（S表如图所示）
至此，DES算法加密原理讲完了。在VC++6.0下的程序源代码为：
for(i=1;i<=64;i++)
m1[i]=m[ip[i-1]];//64位明文串输入，经过IP置换。
下面进行迭代。由于各次迭代的方法相同只是输入输出不同，因此只给出其中一次。以第八次为例：//进行第八次迭代。首先进行S盒的运算，输入32位比特串。
for(i=1;i<=48;i++)//经过E变换扩充，由32位变为48位
RE1[i]=R7[E[i-1]];
for(i=1;i<=48;i++)//与K8按位作不进位加法运算
RE1[i]=RE1[i]+K8[i];
for(i=1;i<=48;i++)
{
if(RE1[i]==2)
RE1[i]=0;
}
for(i=1;i<7;i++)//48位分成8组
{
s11[i]=RE1[i];
s21[i]=RE1[i+6];
s31[i]=RE1[i+12];
s41[i]=RE1[i+18];
s51[i]=RE1[i+24];
s61[i]=RE1[i+30];
s71[i]=RE1[i+36];
s81[i]=RE1[i+42];
}//下面经过S盒，得到8个数。S1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8分别为S表
s[1]=s1[s11[6]+s11[1]*2][s11[5]+s11[4]*2+s11[3]*4+s11[2]*8];
s[2]=s2[s21[6]+s21[1]*2][s21[5]+s21[4]*2+s21[3]*4+s21[2]*8];
s[3]=s3[s31[6]+s31[1]*2][s31[5]+s31[4]*2+s31[3]*4+s31[2]*8];
s[4]=s4[s41[6]+s41[1]*2][s41[5]+s41[4]*2+s41[3]*4+s41[2]*8];
s[5]=s5[s51[6]+s51[1]*2][s51[5]+s51[4]*2+s51[3]*4+s51[2]*8];
s[6]=s6[s61[6]+s61[1]*2][s61[5]+s61[4]*2+s61[3]*4+s61[2]*8];
s[7]=s7[s71[6]+s71[1]*2][s71[5]+s71[4]*2+s71[3]*4+s71[2]*8];
s[8]=s8[s81[6]+s81[1]*2][s81[5]+s81[4]*2+s81[3]*4+s81[2]*8];
for(i=0;i<8;i++)//8个数变换输出二进制
{
for(j=1;j<5;j++)
{
temp[j]=s[i+1]%2;
s[i+1]=s[i+1]/2;
}
for(j=1;j<5;j++)
f[4*i+j]=temp[5-j];
}
for(i=1;i<33;i++)//经过P变换
frk[i]=f[P[i-1]];//S盒运算完成
for(i=1;i<33;i++)//左右交换
L8[i]=R7[i];
for(i=1;i<33;i++)//R8为L7与f(R,K)进行不进位二进制加法运算结果
{
R8[i]=L7[i]+frk[i];
if(R8[i]==2)
R8[i]=0;
}
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DES算法及其在VC++6.0下的实现(下)
作者：航天医学工程研究所四室 朱彦军
在《DES算法及其在VC++6.0下的实现(上)》中主要介绍了DES算法的基本原理，下面让我们继续：
二．子密钥的生成
64比特的密钥生成16个48比特的子密钥。其生成过程见图：
子密钥生成过程具体解释如下：
64比特的密钥K，经过PC-1后，生成56比特的串。其下标如表所示：
PC-1 57 49 41 33 25 17 9
1 58 50 42 34 26 18
10 2 59 51 43 35 27
19 11 3 60 52 44 36
63 55 47 39 31 23 15
7 62 54 46 38 30 22
14 6 61 53 45 37 29
21 13 5 28 20 12 4
该比特串分为长度相等的比特串C0和D0。然后C0和D0分别循环左移1位，得到C1和D1。C1和D1合并起来生成C1D1。C1D1经过PC-2变换后即生成48比特的K1。K1的下标列表为：
PC-2 14 17 11 24 1 5
3 28 15 6 21 10
23 19 12 4 26 8
16 7 27 20 13 2
41 52 31 37 47 55
30 40 51 45 33 48
44 49 39 56 34 53
46 42 50 36 29 32
C1、D1分别循环左移LS2位，再合并，经过PC-2，生成子密钥K2……依次类推直至生成子密钥K16。
注意：Lsi (I =1,2,….16)的数值是不同的。具体见下表：
迭代顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
左移位数 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
生成子密钥的VC程序源代码如下：
for(i=1;i<57;i++)//输入64位K，经过PC-1变为56位 k0[i]=k[PC_1[i-1]];
56位的K0，均分为28位的C0，D0。C0，D0生成K1和C1，D1。以下几次迭代方法相同，仅以生成K8为例。 for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
{
C8[i]=C7[i+2];
D8[i]=D7[i+2];
}
C8[27]=C7[1];
D8[27]=D7[1];
C8[28]=C7[2];
D8[28]=D7[2];
for(i=1;i<=28;i++)
{
C[i]=C8[i];
C[i+28]=D8[i];
}
for(i=1;i<=48;i++)
K8[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k8
注意：生成的子密钥不同，所需循环左移的位数也不同。源程序中以生成子密钥 K8为例，所以循环左移了两位。但在编程中，生成不同的子密钥应以Lsi表为准。
三．解密
DES的解密过程和DES的加密过程完全类似，只不过将16圈的子密钥序列K1，K2……K16的顺序倒过来。即第一圈用第16个子密钥K16，第二圈用K15，其余类推。
第一圈：
加密后的结果
L=R15, R=L15⊕f(R15,K16)⊕f(R15,K16)=L15
同理R15=L14⊕f(R14,K15), L15=R14。
同理类推：
得 L=R0, R=L0。
其程序源代码与加密相同。在此就不重写。
四．示例
例如：已知明文m=learning, 密钥 k=computer。
明文m的ASCII二进制表示：
m= 01101100 01100101 01100001 01110010
01101110 01101001 01101110 01100111
密钥k的ASCII二进制表示：
k=01100011 01101111 01101101 01110000
01110101 01110100 01100101 01110010
明文m经过IP置换后，得：
11111111 00001000 11010011 10100110 00000000 11111111 01110001 11011000
等分为左右两段：
L0=11111111 00001000 11010011 10100110 R0=00000000 11111111 01110001 11011000
经过16次迭代后，所得结果为：
L1=00000000 11111111 01110001 11011000 R1=00110101 00110001 00111011 10100101
L2=00110101 00110001 00111011 10100101 R2=00010111 11100010 10111010 10000111
L3=00010111 11100010 10111010 10000111 R3=00111110 10110001 00001011 10000100
L4= R4=
L5= R5=
L6= R6=
L7= R7=
L8= R8=
L9= R9=
L10= R10=
L11= R11=
L12= R12=
L13= R13=
L14= R14=
L15= R15=
L16= R16=
其中，f函数的结果为：
f1= f2=
f3= f4=
f5= f6=
f7= f8=
f9= f10=
f11= f12=
f13= f14=
f15= f16=
16个子密钥为：
K1= K2=
K3= K4=
K5= K6=
K7= K8=
K9= K10=
K11= K12=
K13= K14=
K15= K16=
S盒中，16次运算时，每次的8 个结果为：
第一次：5，11，4，1，0，3，13，9；
第二次：7，13，15，8，12，12，13，1；
第三次：8，0，0，4，8，1，9，12；
第四次：0，7，4，1，7，6，12，4；
第五次：8，1，0，11，5，0，14，14；
第六次：14，12，13，2，7，15，14，10；
第七次：12，15，15，1，9，14，0，4；
第八次：15，8，8，3，2，3，14，5；
第九次：8，14，5，2，1，15，5，12；
第十次：2，8，13，1，9，2，10，2；
第十一次：10，15，8，2，1，12，12，3；
第十二次：5，4，4，0，14，10，7，4；
第十三次：2，13，10，9，2，4，3，13；
第十四次：13，7，14，9，15，0，1，3；
第十五次：3，1，15，5，11，9，11，4；
第十六次：12，3，4，6，9，3，3，0；
子密钥生成过程中，生成的数值为：
C0=0000000011111111111111111011 D0=1000001101110110000001101000
C1=0000000111111111111111110110 D1=0000011011101100000011010001
C2=0000001111111111111111101100 D2=0000110111011000000110100010
C3=0000111111111111111110110000 D3=0011011101100000011010001000
C4=0011111111111111111011000000 D4=1101110110000001101000100000
C5=1111111111111111101100000000 D5=0111011000000110100010000011
C6=1111111111111110110000000011 D6=1101100000011010001000001101
C7=1111111111111011000000001111 D7=0110000001101000100000110111
C8=1111111111101100000000111111 D8=1000000110100010000011011101
C9=1111111111011000000001111111 D9=0000001101000100000110111011
C10=1111111101100000000111111111 D10=0000110100010000011011101100
C11=1111110110000000011111111111 D11=0011010001000001101110110000
C12=1111011000000001111111111111 D12=1101000100000110111011000000
C13=1101100000000111111111111111 D13=0100010000011011101100000011
C14=0110000000011111111111111111 D14=0001000001101110110000001101
C15=1000000001111111111111111101 D15=0100000110111011000000110100
C16=0000000011111111111111111011 D16=1000001101110110000001101000
解密过程与加密过程相反，所得的数据的顺序恰好相反。在此就不赘述。
参考书目：
《计算机系统安全》 重庆出版社 卢开澄等编着
《计算机密码应用基础》 科学出版社 朱文余等编着
《Visual C++ 6.0 编程实例与技巧》 机械工业出版社 王华等编着
‘叁’ DES算法和RSA算法的区别
DES算法全称为Data Encryption Standard,即数据加密算法,它是IBM公司于1975年研究成功并公开发表的。DES算法的入口参数有三个:Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位,是DES算法的工作密钥;Data也为8个字节64位,是要被加密或被解密的数据;Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密。 DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是64位，其算法主要分为两步： 1初始置换 其功能是把输入的64位数据块按位重新组合,并把输出分为L0、R0两部分,每部分各长3 2位,其置换规则为将输入的第58位换到第一位,第50位换到第2位……依此类推,最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位,R0是右32位,例:设置换前的输入值为D1D2D3……D64,则经过初始置换后的结果为:L0=D58D50……D8;R0=D57D49……D7。 2逆置换 经过16次迭代运算后,得到L16、R16,将此作为输入,进行逆置换,逆置换正好是初始置换的逆运算，由此即得到密文输出。 RSA算法简介 这种算法1978年就出现了，它是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。它易于理解和操作，也很流行。算法的名字以发明者的名字命名：Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman。但RSA的安全性一直未能得到理论上的证明。 RSA的安全性依赖于大数分解。公钥和私钥都是两个大素数（ 大于 100个十进制位）的函数。据猜测，从一个密钥和密文推断出明文的难度等同于分解两个大素数的积。 密钥对的产生。选择两个大素数，p 和q 。计算： n = p * q 然后随机选择加密密钥e，要求 e 和 ( p - 1 ) * ( q - 1 ) 互质。最后，利用Euclid 算法计算解密密钥d, 满足 e * d = 1 ( mod ( p - 1 ) * ( q - 1 ) ) 其中n和d也要互质。数e和n是公钥，d是私钥。两个素数p和q不再需要，应该丢弃，不要让任何人知道。 加密信息 m（二进制表示）时，首先把m分成等长数据块 m1 ,m2,..., mi ，块长s，其中 2^s <= n, s 尽可能的大。对应的密文是： ci = mi^e ( mod n ) ( a ) 解密时作如下计算： mi = ci^d ( mod n ) ( b ) RSA 可用于数字签名，方案是用 ( a ) 式签名， ( b )式验证。具体操作时考虑到安全性和 m信息量较大等因素，一般是先作 HASH 运算。 RSA 的安全性。 RSA的安全性依赖于大数分解，但是否等同于大数分解一直未能得到理论上的证明，因为没有证明破解RSA就一定需要作大数分解。假设存在一种无须分解大数的算法，那它肯定可以修改成为大数分解算法。目前， RSA的一些变种算法已被证明等价于大数分解。不管怎样，分解n是最显然的攻击方法。现在，人们已能分解140多个十进制位的大素数。因此，模数n必须选大一些，因具体适用情况而定。 RSA的速度。 由于进行的都是大数计算，使得RSA最快的情况也比DES慢上100倍，无论是软件还是硬件实现。速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。 RSA的选择密文攻击。 RSA在选择密文攻击面前很脆弱。一般攻击者是将某一信息作一下伪装(Blind)，让拥有私钥的实体签署。然后，经过计算就可得到它所想要的信息。实际上，攻击利用的都是同一个弱点，即存在这样一个事实：乘幂保留了输入的乘法结构： ( XM )^d = X^d *M^d mod n 前面已经提到，这个固有的问题来自于公钥密码系统的最有用的特征--每个人都能使用公钥。但从算法上无法解决这一问题，主要措施有两条：一条是采用好的公钥协议，保证工作过程中实体不对其他实体任意产生的信息解密，不对自己一无所知的信息签名；另一条是决不对陌生人送来的随机文档签名，签名时首先使用One-Way Hash Function对文档作HASH处理，或同时使用不同的签名算法。在中提到了几种不同类型的攻击方法。 RSA的公共模数攻击。 若系统中共有一个模数，只是不同的人拥有不同的e和d，系统将是危险的。最普遍的情况是同一信息用不同的公钥加密，这些公钥共模而且互质，那末该信息无需私钥就可得到恢复。设P为信息明文，两个加密密钥为e1和e2，公共模数是n，则： C1 = P^e1 mod n C2 = P^e2 mod n 密码分析者知道n、e1、e2、C1和C2，就能得到P。 因为e1和e2互质，故用Euclidean算法能找到r和s，满足： r * e1 + s * e2 = 1 假设r为负数，需再用Euclidean算法计算C1^(-1)，则 ( C1^(-1) )^(-r) * C2^s = P mod n 另外，还有其它几种利用公共模数攻击的方法。总之，如果知道给定模数的一对e和d，一是有利于攻击者分解模数，一是有利于攻击者计算出其它成对的e’和d’，而无需分解模数。解决办法只有一个，那就是不要共享模数n。 RSA的小指数攻击。 有一种提高RSA速度的建议是使公钥e取较小的值，这样会使加密变得易于实现，速度有所提高。但这样作是不安全的，对付办法就是e和d都取较大的值。 RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法，也易于理解和操作。 RSA是被研究得最广泛的公钥算法，从提出到现在已近二十年，经历了各种攻击的考验，逐渐为人们接受，普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA的安全性依赖于大数的因子分解，但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价。即RSA的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性能如何，而且密码学界多数人士倾向于因子分解不是NPC问题。RSA的缺点主要有：A)产生密钥很麻烦，受到素数产生技术的限制，因而难以做到一次一密。B)分组长度太大，为保证安全性，n 至少也要 600 bits以上，使运算代价很高，尤其是速度较慢，较对称密码算法慢几个数量级；且随着大数分解技术的发展，这个长度还在增加，不利于数据格式的标准化。目前，SET(Secure Electronic Transaction)协议中要求CA采用2048比特长的密钥，其他实体使用1024比特的密钥。参考资料： http://www.radyinfo.com/KNOWLEDGE/RSA.HTM
‘肆’ 什么是密码分析,其攻击类型有哪些
答：密码分析是指研漏稿究在不知道密钥的情况下来恢复明文的科学。攻击类型棚前有只有密文的攻击，已知明文的攻击，选择明文的攻击，适应性选择明文攻击，选择密文的攻击，选择密钥的攻击，橡皮管密码攻击。S盒是DES算法的核心。其功能是把6bit数据变为4bit数据。返和孝
‘伍’ DES加密算法的破解是怎么回事
DES 被证明是可以破解的，明文+密钥=密文，这个公式只要知道任何两个，就可以推导出第三个。
凌科芯安公司专门从事加密芯片，对破解有一定的了解，如果需要了解加密芯片的详细情况，请咨询凌科芯安公司
‘陆’ 安卓常见的一些加密（（对称加密DES，AES），非对称加密（RSA），MD5）
DES是一种对称加密算法，所谓对称加密算法即：加密和解密使用相同密钥的算法。DES加密算法出自IBM的研究，
后来被美国政府正式采用，之后开始广泛流传，但是近些年使用越来越少，因为DES使用56位密钥，以现代计算能力，
24小时内即可被破解
调用过程
最近做微信小程序获取用户绑定的手机号信息解密，试了很多方法。最终虽然没有完全解决，但是也达到我的极限了。有时会报错：javax.crypto.BadPaddingException: pad block corrupted。
出现错误的详细描述
每次刚进入小程序登陆获取手机号时，会出现第一次解密失败，再试一次就成功的问题。如果连续登出，登入，就不会再出现揭秘失败的问题。但是如果停止操作过一会，登出后登入，又会出现第一次揭秘失败，再试一次就成功的问题。
网上说的，官方文档上注意点我都排除了。获取的加密密文是在前端调取wx.login（）方法后，调用我后端的微信授权接口，获取用户的sessionkey，openId.然后才是前端调用的获取sessionkey加密的用户手机号接口，所以我可以保证每次sessionkey是最新的。不会过期。
并且我通过日志发现在sessionkey不变的情况下，第一次失败，第二次解密成功。
加密算法，RSA是绕不开的话题，因为RSA算法是目前最流行的公开密钥算法，既能用于加密，也能用户数字签名。不仅在加密货币领域使用，在传统互联网领域的应用也很广泛。从被提出到现在20多年，经历了各种考验，被普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一
非对称加密算法的特点就是加密秘钥和解密秘钥不同，秘钥分为公钥和私钥，用私钥加密的明文，只能用公钥解密；用公钥加密的明文，只能用私钥解密。
一、 什么是“素数”？
素数是这样的整数，它除了能表示为它自己和1的乘积以外，不能表示为任何其它两个整数的乘积
二、什么是“互质数”（或“互素数”）？
小学数学教材对互质数是这样定义的：“公约数只有1的两个数，叫做互质数
（1）两个质数一定是互质数。例如，2与7、13与19。
（2）一个质数如果不能整除另一个合数，这两个数为互质数。例如，3与10、5与 26。
（3）1不是质数也不是合数，它和任何一个自然数在一起都是互质数。如1和9908。
（4）相邻的两个自然数是互质数。如 15与 16。
（5）相邻的两个奇数是互质数。如 49与 51。
（6）大数是质数的两个数是互质数。如97与88。
（7）小数是质数，大数不是小数的倍数的两个数是互质数。如 7和 16。
（8）两个数都是合数（二数差又较大），小数所有的质因数，都不是大数的约数，这两个数是互质数。如357与715，357=3×7×17，而3、7和17都不是715的约数，这两个数为互质数。等等。
三、什么是模指数运算？
指数运算谁都懂，不必说了，先说说模运算。模运算是整数运算，有一个整数m，以n为模做模运算，即m mod n。怎样做呢？让m去被n整除，只取所得的余数作为结果，就叫做模运算。例如，10 mod 3=1；26 mod 6=2；28 mod 2 =0等等。
模指数运算就是先做指数运算，取其结果再做模运算。如(5^3) mod 7 = (125 mod 7) = 6。
其中，符号^表示数学上的指数运算；mod表示模运算，即相除取余数。具体算法步骤如下：
（1）选择一对不同的、足够大的素数p，q。
（2）计算n=p q。
（3）计算f(n)=(p-1) (q-1)，同时对p, q严加保密，不让任何人知道。
（4）找一个与f(n)互质的数e作为公钥指数，且1<e<f(n)。
（5）计算私钥指数d，使得d满足(d*e) mod f(n) = 1
（6）公钥KU=(e,n)，私钥KR=(d,n)。
（7）加密时，先将明文变换成0至n-1的一个整数M。若明文较长，可先分割成适当的组，然后再进行交换。设密文为C，则加密过程为：C=M^e mod n。
（8）解密过程为：M=C^d mod n。
在RSA密码应用中，公钥KU是被公开的，即e和n的数值可以被第三方窃听者得到。破解RSA密码的问题就是从已知的e和n的数值（n等于pq），想法求出d的数值，这样就可以得到私钥来破解密文。从上文中的公式：(d e) mod ((p-1) (q-1)) = 1，我们可以看出，密码破解的实质问题是：从p q的数值，去求出(p-1)和(q-1)。换句话说，只要求出p和q的值，我们就能求出d的值而得到私钥。
当p和q是一个大素数的时候，从它们的积p q去分解因子p和q，这是一个公认的数学难题。比如当p*q大到1024位时，迄今为止还没有人能够利用任何计算工具去完成分解因子的任务。因此，RSA从提出到现在已近二十年，经历了各种攻击的考验，逐渐为人们接受，普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。
缺点1：虽然RSA的安全性依赖于大数的因子分解，但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价。即RSA的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性能如何。
在android 开发的很多时候。为了保证用户的账户的安全性，再保存用户的密码时，通常会采用MD5加密算法，这种算法是不可逆的，具有一定的安全性
MD5不是加密算法， 因为如果目的是加密，必须满足的一个条件是加密过后可以解密。但是MD5是无法从结果还原出原始数据的。
MD5只是一种哈希算法
‘柒’ DES加密算法C语言实现
/*********************************************************************/
/*-文件名：des.h */
/*- */
/*-功能： 实现DES加密算法的加密解密功能 */
/*********************************************************************/
typedef int INT32;
typedef char INT8;
typedef unsigned char ULONG8;
typedef unsigned short ULONG16;
typedef unsigned long ULONG32;
/*如果采用c++编译器的话采用如下宏定义
#define DllExport extern "C" __declspec(dllexport)
*/
#define DllExport __declspec(dllexport)
/*加密接口函数*/
DllExport INT32 DdesN(ULONG8 *data, ULONG8 **key, ULONG32 n_key,ULONG32 readlen);
DllExport INT32 desN(ULONG8 *data, ULONG8 **key, ULONG32 n_key,ULONG32 readlen);
DllExport INT32 des3(ULONG8 *data, ULONG8 *key,ULONG32 n ,ULONG32 readlen);
DllExport INT32 Ddes3(ULONG8 *data,ULONG8 *key,ULONG32 n ,ULONG32 readlen);
DllExport INT32 des(ULONG8 *data, ULONG8 *key,INT32 readlen);
DllExport INT32 Ddes(ULONG8 *data,ULONG8 *key,INT32 readlen);
*********************************************************************/
/*-文件名：des.c */
/*- */
/*-功能： 实现DES加密算法的加密解密功能 */
//*********************************************************************/
＃include <stdlib.h>
＃include <stdio.h>
＃include <string.h>
＃include <memory.h>
＃include <malloc.h>
＃include "des.h"
#define SUCCESS 0
#define FAIL -1
#define READFILESIZE 512
#define WZ_COMMEND_NUM 4
#define WZUSEHELPNUM 19
#define DESONE 1
#define DESTHREE 2
#define DESMULTI 3
INT8 *WZ_Commend_Help[] =
{
"基于DES的加密解密工具v1.0 ",/*0*/
"追求卓越,勇于创新 ",
"----着者 : 吴真--- ",
" "
};
INT8 *WZ_USE_HELP[]={
"输入5+n个参数:",
"\t1.可执行文件名 *.exe",
"\t2.操作类型 1:一层加密;2:一层解密;",
"\t\t13:N层单密钥加密;23:N层单密钥解密;",
"\t\t39:N层多密钥加密;49:N层多密钥解密",
"\t3.读出数据的文件名*.txt",
"\t4.写入数据的文件名*.txt",
"\t5.密钥(8字节例如:wuzhen12)",
"\t[6].N层单密钥的层数或者...二层加密|解密密钥",
"\t[7].三层加密|解密密钥",
"\t[8]. ...",
"\t[N].N层加密|解密密钥",
"\t 例1: des 1 1.txt 2.txt 12345678",
"\t : des 2 2.txt 3.txt 12345678",
"\t 例2: des 13 1.txt 2.txt tiantian 5",
"\t : des 23 2.txt 3.txt tiantian 5",
"\t 例3: des 39 1.txt 2.txt 12345678 tiantian gaoxinma",
"\t : des 49 2.txt 3.txt 12345678 tiantian gaoxinma",
"******************************"
};
INT32 hextofile( ULONG8 *buf ,FILE *writefile, ULONG32 length);/*以16进制写入文件*/
INT32 encodehex(ULONG8 *tobuf,ULONG8 *frombuf,ULONG32 len);/*16进制解码*/
INT32 file_enc(FILE *readfile,FILE *writefile,
ULONG8 *key,ULONG32 keynum,
ULONG8 **superkey,ULONG32 n_superkey,
ULONG8 flag);
INT32 file_dec(FILE *readfile,FILE *writefile,
ULONG8 *key,ULONG32 keynum,
ULONG8 **superkey,ULONG32 n_superkey,
ULONG8 flag);
void wz_print_help();
INT32 main(INT32 argc,INT8 *argv[])
{
INT8 *FILENAME1,*FILENAME2;
FILE *fp, *fp2;
ULONG8 *key ;
ULONG8 **superkey ;/*n层加密解密密钥*/
ULONG8 n_superkey ;
ULONG32 num;
if ( argc >= 5 && (atoi(argv[1]) == 39 || atoi(argv[1]) == 49 ) )
{
n_superkey = argc - 4 ;
superkey = ( INT8 **)calloc(1, n_superkey*sizeof( void *) ) ;
for ( num = 0 ; num < n_superkey ; num++)
{
superkey[num] = argv[4+num] ;
}
}
else if ( argc == 6 && (atoi(argv[1]) == 13 || atoi(argv[1]) == 23 ) && (atoi(argv[5])) > 0)
{
}
else if ( argc == 5 && ( atoi(argv[1]) == 1 || atoi(argv[1]) == 2 ))
{
}
else
{
wz_print_help();
return FAIL;
}
FILENAME1 = argv[2];
FILENAME2 = argv[3];
if ((fp= fopen(FILENAME1,"rb")) == NULL || (fp2 = fopen(FILENAME2,"wb"))==NULL)
{
printf("Can't open file\n");
return FAIL;
}
key = argv[4] ;
switch( atoi(argv[1] ))
{
case 1: /*加密*/
file_enc(fp,fp2,key,0, NULL,0, DESONE);
printf("\n \tDES 一层加密完毕,密文存于%s文件\n",FILENAME2);
break;
case 2:
file_dec(fp,fp2,key,0, NULL, 0,DESONE);
printf("\n \tDES 一层解密完毕,密文存于%s文件\n",FILENAME2);
break;
case 13:
file_enc(fp,fp2,key,atoi(argv[5]),NULL,0,DESTHREE);
printf("\n \tDES %u层单密钥加密完毕,密文存于%s文件\n",atoi(argv[5]),FILENAME2);
break;
case 23:
file_dec(fp,fp2,key,atoi(argv[5]),NULL,0,DESTHREE);
printf("\n \tDES %u层单密钥解密完毕,密文存于%s文件\n",atoi(argv[5]),FILENAME2);
break;
case 39:
file_enc(fp,fp2,NULL,0,superkey,n_superkey,DESMULTI);
printf("\n \tDES 多密钥加密完毕,密文存于%s文件\n",FILENAME2);
free(superkey);
superkey = NULL;
break;
case 49:
file_dec(fp,fp2,NULL,0,superkey,n_superkey,DESMULTI);
printf("\n \tDES 多密钥加密完毕,密文存于%s文件\n",FILENAME2);
free(superkey);
superkey = NULL;
break;
default:
printf("请选择是加密|解密 plese choose encrypt|deencrypt\n");
break;
}
fclose(fp);
fclose(fp2);
return SUCCESS;
}
void wz_print_help()
{
INT32 i ;
printf("\t");
for ( i = 0 ; i < 22 ; i++)
{
printf("%c ",5);
}
printf("\n");
for( i = 0 ; i < WZ_COMMEND_NUM ; i++)
{
printf("\t%c\t%s %c\n",5,WZ_Commend_Help[i],5);
}
printf("\t");
for ( i = 0 ; i < 22 ; i++)
{
printf("%c ",5);
}
printf("\n");
for( i = 0 ; i < WZUSEHELPNUM ; i++)
{
printf("\t%s\n",WZ_USE_HELP[i]);
}
return ;
}
INT32 file_enc(FILE *readfile,FILE *writefile,
ULONG8 *key,ULONG32 keynum,
ULONG8 **superkey,ULONG32 n_superkey,
ULONG8 flag)
{
INT32 filelen = 0,readlen = 0,writelen = 0;
ULONG32 totalfilelen = 0 ;/*统计实际的文件的长度*/
ULONG8 readbuf[READFILESIZE] = { 0 };
filelen = fread( readbuf, sizeof( INT8 ), READFILESIZE, readfile );
while( filelen == READFILESIZE )
{
totalfilelen += READFILESIZE;
switch(flag)
{
case DESONE:
des( readbuf,key,READFILESIZE);
break;
case DESTHREE:
des3( readbuf, key ,keynum,READFILESIZE);
break;
case DESMULTI:
desN( readbuf, superkey ,n_superkey,READFILESIZE);
break;
}
hextofile( readbuf, writefile, READFILESIZE );/*以16进制形式写入文件*/
memset(readbuf,0,READFILESIZE);
filelen = fread( readbuf, sizeof( INT8 ), READFILESIZE, readfile );
}
/*这是从文件中读出的最后一批数据,长度可能会等于0,所以要先判断*/
if ( filelen > 0 )
{
/*如果从文件中读出的长度不等于0,那么肯定有8个字节以上的空间
文件长度存在最后8个字节中*/
totalfilelen += filelen;
memcpy( &readbuf[READFILESIZE-8], (ULONG8*)&totalfilelen,4);
switch(flag)
{
case DESONE:
des( readbuf,key,READFILESIZE);
break;
case DESTHREE:
des3( readbuf, key ,keynum,READFILESIZE);
break;
case DESMULTI:
desN( readbuf, superkey ,n_superkey,READFILESIZE);
break;
}
hextofile( readbuf, writefile,READFILESIZE );/*以16进制形式写入文件*/
memset(readbuf,0 ,READFILESIZE);
}
else /*filelen == 0*/
{
memcpy( &readbuf[0], (ULONG8*)&totalfilelen,4);
switch(flag)
{
case DESONE:
des( readbuf,key,8);
break;
case DESTHREE:
des3( readbuf, key ,keynum,8);
break;
case DESMULTI:
desN( readbuf, superkey ,n_superkey,8);
break;
}
hextofile( readbuf, writefile, 8);/*以16进制形式写入文件*/
}
return SUCCESS;
}
INT32 file_dec(FILE *readfile,FILE *writefile,
ULONG8 *key,ULONG32 keynum,
ULONG8 **superkey,ULONG32 n_superkey,
ULONG8 flag)
{
INT32 filelen = 0,readlen = 0,writelen = 0;
ULONG32 totalfilelen = 0 ;/*统计实际的文件的长度*/
INT32 num = 0;
ULONG8 readbuf[READFILESIZE] = { 0 };
ULONG8 sendbuf[READFILESIZE*2] = { 0 };
fseek(readfile,-16,SEEK_END);/*最后16个字节的表示文件长度的空间*/
filelen = fread( sendbuf, sizeof( INT8 ), 16, readfile );
encodehex( readbuf,sendbuf,8);
switch(flag)
{
case DESONE:
Ddes( readbuf,key,8);
break;
case DESTHREE:
Ddes3( readbuf, key ,keynum,8);
break;
case DESMULTI:
DdesN( readbuf, superkey ,n_superkey,8);
break;
}
/*解密*/
memcpy((ULONG8*)&totalfilelen, &readbuf[0],4);/*得到文件总长*/
memset(readbuf,0 ,8);
memset(sendbuf,0 ,16);
num = totalfilelen/READFILESIZE;/*有几个READFILESIZE组*/
totalfilelen %= READFILESIZE;
fseek(readfile,0,SEEK_SET);/*跳到文件头*/
while(num--)
{
filelen = fread( sendbuf, sizeof( INT8 ), READFILESIZE*2, readfile );
encodehex( readbuf,sendbuf,READFILESIZE);
switch(flag)
{
case DESONE:
Ddes( readbuf,key,READFILESIZE);
break;
case DESTHREE:
Ddes3( readbuf, key ,keynum,READFILESIZE);
break;
case DESMULTI:
DdesN( readbuf, superkey ,n_superkey,READFILESIZE);
break;
}
writelen = fwrite(readbuf, sizeof( INT8 ), READFILESIZE, writefile);
memset(readbuf,0 ,READFILESIZE);
memset(sendbuf,0 ,READFILESIZE*2);
}
if ( totalfilelen > 0 )/*最后一块有多余的元素*/
{
filelen = fread( sendbuf, sizeof( INT8 ), READFILESIZE*2, readfile );
encodehex( readbuf,sendbuf,READFILESIZE);
switch(flag)
{
case DESONE:
Ddes( readbuf,key,READFILESIZE);
break;
case DESTHREE:
Ddes3( readbuf, key ,keynum,READFILESIZE);
break;
case DESMULTI:
DdesN( readbuf, superkey ,n_superkey,READFILESIZE);
break;
}
writelen = fwrite(readbuf, sizeof( INT8 ), totalfilelen, writefile);
memset(readbuf,0 ,READFILESIZE);
memset(sendbuf,0 ,READFILESIZE*2);
}
return SUCCESS;
}
INT32 hextofile( ULONG8 *buf ,FILE *writefile, ULONG32 length)
{
ULONG32 writelen = 0 ;
/*以16进制形式写入文件*/
while( writelen < length)
{
if(buf[writelen] == 0)
{
fprintf( writefile, "%x", 0 );
fprintf( writefile, "%x", 0 );
}
else if (buf[writelen] < 0x10)
{
fprintf( writefile, "%x", 0 );
fprintf( writefile, "%x", buf[writelen] );
}
else
{
fprintf( writefile, "%x", buf[writelen] );
}
writelen++;
}
return SUCCESS;
}
INT32 encodehex(ULONG8 *tobuf,ULONG8 *frombuf,ULONG32 len)
{
ULONG8 *readfirst = frombuf ;
ULONG8 *readend = &frombuf[1] ;
INT8 *s;
ULONG8 y[2] ;
ULONG32 i;
for ( i = 0 ; i < len ; i++)
{
y[0] = *readfirst ;
y[1] = *readend ;
readfirst += 2 ;
readend += 2 ;
tobuf[i] = (ULONG8)strtol((INT8*)y, &s, 16);
}
return SUCCESS;
}
‘捌’ 对称加密算法之DES介绍
DES (Data Encryption Standard)是分组对称密码算法。
DES算法利用 多次组合替代算法 和 换位算法 ，分散和错乱的相互作用，把明文编制成密码强度很高的密文，它的加密和解密用的是同一算法。
DES算法，是一种 乘积密码 ，其在算法结构上主要采用了 置换 、 代替 、 模二相加 等函数，通过 轮函数 迭代的方式来进行计算和工作。
DES算法也会使用到数据置换技术，主要有初始置换 IP 和逆初始置换 IP^-1 两种类型。DES算法使用置换运算的目的是将原始明文的所有格式及所有数据全部打乱重排。而在轮加密函数中，即将数据全部打乱重排，同时在数据格式方面，将原有的32位数据格式，扩展成为48位数据格式，目的是为了满足S盒组对数据长度和数据格式规范的要求。
一组数据信息经过一系列的非线性变换以后，很难从中推导出其计算的过程和使用的非线性组合；但是如果这组数据信息使用的是线性变换，计算就容易的多。在DES算法中，属于非线性变换的计算过程只有S盒，其余的数据计算和变换都是属于线性变换，所以DES算法安全的关键在于S盒的安全强度。此外，S盒和置换IP相互配合，形成了很强的抗差分攻击和抗线性攻击能力，其中抗差分攻击能力更强一些。
DES算法是一种分组加密机制，将明文分成N个组，然后对各个组进行加密，形成各自的密文，最后把所有的分组密文进行合并，形成最终的密文。
DES加密是对每个分组进行加密，所以输入的参数为分组明文和密钥，明文分组需要置换和迭代，密钥也需要置换和循环移位。在初始置换IP中，根据一张8*8的置换表，将64位的明文打乱、打杂，从而提高加密的强度；再经过16次的迭代运算，在这些迭代运算中，要运用到子密钥；每组形成的初始密文，再次经过初始逆置换 IP^-1 ，它是初始置换的逆运算，最后得到分组的最终密文。
图2右半部分，给出了作用56比特密钥的过程。DES算法的加密密钥是64比特，但是由于密钥的第n*8(n=1,2…8)是校验(保证含有奇数个1)，因此实际参与加密的的密钥只有 56比特 。开始时，密钥经过一个置换，然后经过循环左移和另一个置换分别得到子密钥ki，供每一轮的迭代加密使用。每轮的置换函数都一样，但是由于密钥位的重复迭代使得子密钥互不相同。
DES算法 利用多次组合替代算法和换位算法，分散和错乱的相互作用，把明文编制成密码强度很高的密文，它的加密和解密用的是同一算法。
DES算法详述：DES对64位明文分组(密钥56bit)进行操作。
1、 初始置换函数IP：64位明文分组x经过一个初始置换函数IP，产生64位的输出x0，再将分组x0分成左半部分L0和右半部分R0：即将输入的第58位换到第一位，第50位换到第2位，…，依次类推，最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位，R0是右32位。例，设置换前的输入值为D1D2D3…D64，则经过初始置换后的结果为：L0=D58D50…D8；R0=D57D49…D7.其置换规则如表1所示。
DES加密过程最后的逆置换 IP^-1 ，是表1的 逆过程 。就是把原来的每一位都恢复过去，即把第1位的数据，放回到第58位，把第2位的数据，放回到第50位。
2、 获取子密钥 Ki ：DES加密算法的密钥长度为56位，一般表示为64位(每个第8位用于奇偶校验)，将用户提供的64位初始密钥经过一系列的处理得到K1,K2,…,K16，分别作为 1~16 轮运算的 16个子密钥 。
(1). 将64位密钥去掉8个校验位，用密钥置换 PC-1 (表2)置换剩下的56位密钥；
(2). 将56位分成前28位C0和后28位D0，即 PC-1(K56)=C0D0 ;
(3). 根据轮数，这两部分分别循环左移1位或2位，表3：
(4). 移动后，将两部分合并成56位后通过压缩置换PC-2(表4)后得到48位子密钥，即Ki=PC-2(CiDi).
子密钥产生如图2所示：
3、 密码函数F(非线性的)
(1). 函数F的操作步骤：密码函数F 的输入是32比特数据和48比特的子密钥：
A．扩展置换(E):将数据的右半部分Ri从32位扩展为48位。位选择函数(也称E盒)，如表5所示：
B．异或：扩展后的48位输出E(Ri)与压缩后的48位密钥Ki作异或运算；
C．S盒替代：将异或得到的48位结果分成八个6位的块，每一块通过对应的一个S盒产生一个4位的输出。
(2)、D、P盒置换：将八个S盒的输出连在一起生成一个32位的输出，输出结果再通过置换P产生一个32位的输出即：F(Ri,Ki)，F(Ri,Ki)算法描述如图3，最后，将P盒置换的结果与最初的64位分组的左半部分异或，然后，左、右半部分交换，开始下一轮计算。
4、密文输出：经过16次迭代运算后，得到L16、R16，将此作为输入，进行逆置换，即得到密文输出。逆置换正好是初始置的逆运算。例如，第1位经过初始置换后，处于第40位，而通过逆置换，又将第40位换回到第1位，其逆置换规则如表8所示：
图4为DES算法加密原理图：
DES算法加密和解密过程采用相同的算法，并采用相同的加密密钥和解密密钥，两者的区别是：(1)、DES加密是从L0、R0到L15、R15进行变换，而解密时是从L15、R15到L0、R0进行变换的；(2)、加密时各轮的加密密钥为K0K1…K15，而解密时各轮的解密密钥为K15K14…K0；(3)、加密时密钥循环左移，解密时密钥循环右移。
DES加密过程分析：
(1)、首先要生成64位密钥，这64位的密钥经过“子密钥算法”换转后，将得到总共16个子密钥。将这些子密钥标识为Kn(n=1,2,…,16)。这些子密钥主要用于总共十六次的加密迭代过程中的加密工具。
(2)、其次要将明文信息按64位数据格式为一组，对所有明文信息进行分组处理。每一段的64位明文都要经过初试置换IP，置换的目的是将数据信息全部打乱重排。然后将打乱的数据分为左右两块，左边一块共32位为一组，标识为L0；右边一块也是32位为一组，标识为R0.
(3)、置换后的数据块总共要进行总共十六次的加密迭代过程。加密迭代主要由加密函数f来实现。首先使用子密钥K1对右边32位的R0进行加密处理，得到的结果也是32位的；然后再将这个32位的结果数据与左边32位的L0进行模2处理，从而再次得到一个32位的数据组。我们将最终得到的这个32位组数据，作为第二次加密迭代的L1，往后的每一次迭代过程都与上述过程相同。
(4)、在结束了最后一轮加密迭代之后，会产生一个64位的数据信息组，然后我们将这个64位数据信息组按原有的数据排列顺序平均分为左右两等分，然后将左右两等分的部分进行位置调换，即原来左等分的数据整体位移至右侧，而原来右等分的数据则整体位移至左侧，这样经过合并后的数据将再次经过逆初始置换IP^-1的计算，我们最终将得到一组64位的密文。
DES解密过程分析：DES的解密过程与它的加密过程是一样的，这是由于DES算法本身属于对称密码体制算法，其加密和解密的过程可以共用同一个过程和运算。
DES加密函数f：在DES算法中，要将64位的明文顺利加密输出成64位的密文，而完成这项任务的核心部分就是加密函数f。加密函数f的主要作用是在第m次的加密迭代中使用子密钥Km对Km-1进行加密操作。加密函数f在加密过程中总共需要运行16轮。
十六轮迭代算法：它先将经过置换后的明文分成两组，每组32位；同时密钥也被分成了两组，每组28位，两组密钥经过运算，再联合成一个48位的密钥，参与到明文加密的运算当中。S盒子，它由8个4*16的矩阵构成，每一行放着0到15的数据，顺序各个不同，是由IBM公司设计好的。经过异或运算的明文，是一个48位的数据，在送入到S盒子的时候，被分成了8份，每份6位，每一份经过一个S盒子，经过运算后输出为4位，即是一个0到15的数字的二进制表示形式。具体运算过程为，将输入的6位中的第1位为第6位合并成一个二进制数，表示行号，其余4位也合并成一个二进制数，表示列号。在当前S盒子中，以这个行号和列号为准，取出相应的数，并以二进制的形式表示，输出，即得到4位的输出，8个S盒子共计32位。
DES算法优缺点：
(1)、产生密钥简单，但密钥必须高度保密，因而难以做到一次一密；
(2)、DES的安全性依赖于密钥的保密。攻击破解DES算法的一个主要方法是通过密钥搜索，使用运算速度非常高的计算机通过排列组合枚举的方式不断尝试各种可能的密钥，直到破解为止。一般，DES算法使用56位长的密钥，通过简单计算可知所有可能的密钥数量最多是2^56个。随着巨型计算机运算速度的不断提高，DES算法的安全性也将随之下降，然而在一般的民用商业场合，DES的安全性仍是足够可信赖的。
(3)、DES算法加密解密速度比较快，密钥比较短，加密效率很高但通信双方都要保持密钥的秘密性，为了安全还需要经常更换DES密钥。
参考链接 ： https://blog.csdn.net/fengbingchun/article/details/42273257