7.2.4 对称加密算法[共5页]
对称加密算法的概念
对称密码算法有时又叫传统密码算法，就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来，反过来也成立。
在大多数对称算法中，加密解密密钥是相同的。
这些算法也叫秘密密钥算法或单密钥算法，它要求发送者和接收者在安全通信之前，商定一个密钥。
对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加密解密。
只要通信需要保密，密钥就必须保密。
对称算法的加密和解密表示为：Ek(M)=CDk(C)=M对称算法可分为两类[8]。
一次只对明文中的单个位（有时对字节）运算的算法称为序列算法或序列密码。
另一类算法是对明文的一组位进行运算，这些位组称为分组，相应的算法称为分组算法或分组密码。
现代计算机密码算法的典型分组长度为64位――这个长度大到足以防止分析破译，但又小到足以方便作用。
这种算法具有如下的特性：Dk(Ek(M))=M常用的采用对称密码术的加密方案有5个组成部分（如图3所示）：l）明文：原始信息。
2)加密算法：以密钥为参数，对明文进行多种置换和转换的规则和步骤，变换结果为密文。
3)密钥：加密与解密算法的参数，直接影响对明文进行变换的结果。
4)密文：对明文进行变换的结果。
5)解密算法：加密算法的逆变换，以密文为输入、密钥为参数，变换结果为明文。
对称密码术的优点在于效率高（加／解密速度能达到数十兆／秒或更多），算法简单，系统开销小，适合加密大量数据。
尽管对称密码术有一些很好的特性，但它也存在着明显的缺陷，包括：l）迸行安全通信前需要以安全方式进行密钥交换。
这一步骤，在某种情况下是可行的，但在某些情况下会非常困难，甚至无法实现。
2)规模复杂。
举例来说，A与B两人之间的密钥必须不同于A和C两人之间的密钥，否则给B的消息的安全性就会受到威胁。
在有1000个用户的团体中，A需要保持至少999个密钥（更确切的说是1000个，如果她需要留一个密钥给他自己加密数据）。
对于该团体中的其它用户，此种倩况同样存在。
这样，这个团体一共需要将近50万个不同的密钥！推而广之，n个用户的团体需要N2/2个不同的密钥。
对称加密和非对称加密
对称加密和⾮对称加密⼀、对称加密算法对称加密采⽤了对称密码编码技术，它的特点是⽂件加密和解密使⽤相同的密钥加密也就是密钥也可以⽤作解密密钥，这种⽅法在密码学中叫做对称加密算法，对称加密算法使⽤起来简单快捷，密钥较短，且破译困难，除了数据加密标准（DES），另⼀个对称密钥加密系统是国际数据加密算法（IDEA），它⽐DES的加密性好，⽽且对计算机功能要求也没有那么⾼对称加密算法在电⼦商务交易过程中存在⼏个问题：1、要求提供⼀条安全的渠道使通讯双⽅在⾸次通讯时协商⼀个共同的密钥。
直接的⾯对⾯协商可能是不现实⽽且难于实施的，所以双⽅可能需要借助于邮件和电话等其它相对不够安全的⼿段来进⾏协商；2、密钥的数⽬难于管理。
因为对于每⼀个合作者都需要使⽤不同的密钥，很难适应开放社会中⼤量的信息交流；3、对称加密算法⼀般不能提供信息完整性的鉴别。
它⽆法验证发送者和接受者的⾝份；4、对称密钥的管理和分发⼯作是⼀件具有潜在危险的和烦琐的过程。
对称加密是基于共同保守秘密来实现的，采⽤对称加密技术的贸易双⽅必须保证采⽤的是相同的密钥，保证彼此密钥的交换是安全可靠的，同时还要设定防⽌密钥泄密和更改密钥的程序。
假设两个⽤户需要使⽤对称加密⽅法加密然后交换数据，则⽤户最少需要2个密钥并交换使⽤，如果企业内⽤户有n个，则整个企业共需要n×(n-1) 个密钥，密钥的⽣成和分发将成为企业信息部门的恶梦。
常见的对称加密算法有DES、3DES、Blowfish、IDEA、RC4、RC5、RC6和AES常⽤算法介绍：（1）DES(Data Encryption Standard，数据加密算法) DES是最基本的对称加密算法，也是使⽤频率最⾼的⼀种算法，加密密钥与解密密钥相同。
DES出⾝⽐较好，出⾃IBM之⼿，后被美国军⽅采纳，之后便⼴泛流传，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。
虽然如此，在某些简单应⽤中，我们还是可以使⽤DES加密算法。
网络数据通信的加密传输设计_毕业设计说明书 精品
目录1 绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究的现状 (2)1.3 本论文的研究内容 (3)2 数据加密的相关概念 (4)2.1 密码学的基本概念 (4)2.1.1 密码体制的构成 (4)2.1.2 密码体制的分类 (4)2.1.3 密钥的管理 (6)2.1.4 数据加密的应用 (7)2.2 对称密钥加密算法 (8)2.2.1 对称密钥加密算法简介 (8)2.2.2 数据加密标准（DES） (8)2.3 非对称密钥加密算法 (14)2.3.1 非对称密钥加密算法简介 (14)2.3.2 RSA算法 (15)3 数据加密传输系统的设计 (18)3.1 系统的整体结构 (18)3.2 模块设计 (18)3.2.1 加解密模块 (18)3.2.2 文件传输模块 (24)3.3 本章小结 (25)4 数据加密传输系统的实现 (26)4.1 C++语言介绍 (26)4.2 数据加密传输系统的实现 (27)4.2.1 DES加密传输系统的实现 (27)4.2.2 RSA加密传输系统的实现 (30)4.2.1 DES和RSA混合加密传输系统的实现 (33)4.3 本章小结 (37)5 总结 (38)附录A DES加密算法程序 (40)附录B RSA加密算法程序 (43)附录C 文件传输模块程序 (46)参考文献 (49)致谢 (51)1 绪论1.1 研究背景及意义随着信息技术突飞猛进的发展和计算机技术的广泛应用，计算机网络得到了长足发展和应用，比如电子商务，基于网络的产品设计、经营管理等[1]。
同时，由于计算机网络缺乏足够的安全性，网络上传输的信息随时都受到非法存取、盗听、篡改和破坏等的威胁，网络安全性问题日益突出，网络安全对策研究显得尤为重要[2]。
对计算机和网络安全造成威胁的可分为两类：一是对网络本身的威胁，即这种威胁是针对网络设备和网络软件系统平台的；二是对网络中信息的威胁，即这种威胁是针对网络中的数据以及处理这些数据的信息系统和应用软件的。
常见的几种加密算法
常见的几种加密算法在信息安全领域中，加密算法被广泛应用于保护数据的机密性、完整性和可靠性。
常见的几种加密算法包括对称加密算法、非对称加密算法和哈希算法。
1. 对称加密算法：对称加密算法使用同一个密钥对信息进行加密和解密。
常见的对称加密算法包括DES（Data Encryption Standard）、3DES（Triple Data Encryption Standard）、AES（AdvancedEncryption Standard）等。
对称加密算法速度快且适合加密大数据量,但由于密钥同样需要传输，因此密钥的安全性成为对称加密算法的一个主要问题。
2. 非对称加密算法：非对称加密算法使用一对密钥，即公钥和私钥，分别用于加密和解密。
公钥可以公开，任何人都可以用公钥加密数据，但只有私钥的持有者才能解密数据。
常见的非对称加密算法包括RSA算法、DSA（Digital Signature Algorithm）算法和ECC（Elliptic Curve Cryptography）算法。
非对称加密算法安全性较高，但加密和解密的过程相对较慢，因此通常与对称加密算法结合使用，提高效率。
3. 哈希算法：哈希算法将任意长度的数据映射为固定长度的哈希值，并具有不可逆性和唯一性。
哈希算法常用于验证数据的完整性和真实性，常见的哈希算法有MD5（Message Digest Algorithm 5）、SHA-1（Secure Hash Algorithm 1）和SHA-256等。
哈希算法计算速度较快，但由于将不同长度的数据映射为固定长度的哈希值，可能存在哈希碰撞的问题，即不同的数据产生相同的哈希值。
除了上述几种常见的加密算法，还有一些特殊用途的加密算法，例如同态加密算法、椭圆曲线加密算法等。
同态加密算法可以在不解密的情况下对加密数据进行特定运算，保护数据的隐私性。
椭圆曲线加密算法是一种基于椭圆曲线数学问题的加密算法，具有较高的安全性和性能。
解题crypto的方法
解题crypto的方法解题crypto的方法1. 引言在当今数字时代，加密（crypto）已经成为一种保护信息安全和隐私的重要手段。
无论是在商业、政府还是个人领域，加密技术都扮演着至关重要的角色。
在这篇文章中，我将探讨解题crypto的方法，旨在帮助读者更深入地理解如何有效地解决加密谜题。
2. 理解加密术语在探讨解题crypto的方法之前，我们首先需要理解一些与加密相关的基本术语。
以下是一些常见术语的解释：2.1 密文（ciphertext）：经过加密处理的消息或数据。
2.2 明文（plaintext）：未经加密的消息或数据。
2.3 密钥（key）：用于加密和解密的算法参数。
2.4 加密算法（encryption algorithm）：将明文转换为密文的数学函数。
2.5 解密算法（decryption algorithm）：将密文转换为明文的数学函数。
3. 常见解题crypto方法3.1 频率分析频率分析是一种基本的解题crypto方法，它基于文字在语言中的出现频率。
对于英文文本而言，一些字母如E、T和A出现的频率较高，而其他一些字母如Z和Q出现频率较低。
通过统计密文中字母的出现频率，可以对其进行频率分析，并得出相应的解密结果。
3.2 字符替换字符替换是另一种常见的解题crypto方法，它涉及将密文中的字母替换为其他字母或符号。
在这种方法中，密钥起着关键的作用，它确定了明文和密文之间的替换规则。
对于较为简单的替换密码，可以通过破译者的观察和推理，来找到合适的替换规则。
3.3 常用词组分析常用词组分析是一种通过分析常见单词和短语在密文中的出现情况，来解决crypto问题的方法。
这种方法基于一个假设，即密文中频繁出现的词组可能对应于明文中常见的词组。
通过对密文进行频繁的单词和短语分析，可以逐渐揭示出一些重要的解题线索。
4. 深入理解解题crypto4.1 深度理解加密算法要更好地理解解题crypto的方法，深入理解加密算法是至关重要的。
对称密码算法概述
❖ 典型算法
▪ DES、3DES、AES、IDEA
▪ RC5、Twofish、CAST-256、MARS
3
数据加密标准（DES）
❖DES是一种对称密钥算法，密钥长度为56bits （加上奇偶校验，通常写成64bits）。
❖分组加密算法，64 bits为一个分组。
❖基本思想：
▪ 混乱（Confusion）
❖ 1990年，Xuejia Lai 和James Massey
▪第一版，PES（Proposed Encryption Standard）
❖为对抗差分攻击，修改算法增加强度，称为IPES。 ❖1992年改名IDEA。 ❖“依我看来，该算法是目前已公开的最好和最安 全的分组密码算法” ——《应用密码学》，p226。 ❖PGP中集成了IDEA算法。
13
IDEA算法
❖IDEA算法用了三种数学运算：
▪ 模216异或算法，常用 表示； ▪ 模216加法，表示为 X+Y=Z mod(216)；常用 表示； ▪ 模216+1 乘法，表示为 X*Y=Z mod(216＋1)；常用
表示；
❖IDEA 分组长度64比特 ，分4组，每组长度为16 比特，表示为：X1、X2、X3和X4 ❖密钥长度 128比特 ❖同一算法既可以加密，也可用于解密。 ❖软件实现IDEA比DES快两倍 ❖现在还没有资料证明它有什么弱点。
6
DES的产生和应用
❖1974年8月，NBS第二次征集，IBM提交LUCIFER算法
▪ 发明人：IBM公司 W. Tuchman 和 C. Meyer，（19711972）
▪ 基 础：1967年美国Horst Feistel提出的理论
❖1976年11月，采纳为联邦标准
对称密码学
(2) 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。
(3) 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。
S 盒的具体置换过程为 : 某个 Si 盒的 6 位输入 的第 1 位和第 6 位形成一个 2 位的二进制数从 0-3, 对应表中的某一行 : 同时 , 输入的中间 4 位构成 4 位二进制数 0-15 对应表中的某一列。 例如 , 第 8 个 S 盒的输入为 001011 , 前后 2 位形成的二进制数为 01, 对应第 8 个 S 盒的第 1 行 : 中间 4 位为 0101, 对应同一S盒的第 5 列。从表 2-6 中可得 S8 盒的第 1 行第 5 列的 数为 3, 于是就用 0011 代替原输入001011。
表2-3每轮移动的位数
轮 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 数 位1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 数
移动后 , 将两部分合并成 56 位后通过压缩置换 PC-2 后得到 48 位子密钥 , 即 Kj=PC-2(CjDj)。 压缩置换如表 2-4 所示
2.获取子密钥Kj
DES加密算法的密钥长度为56位,但一般表示为 64位,其中,每个第8位用于奇偶校验。在DES加密 算法中,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。首先,将64位密钥去掉8个校验位,用 密钥置换PC-1置换剩下的56位密钥;再将56位分成
在现代密码学中,所有算法的安全性都要求基 于密钥的安全性, 而不是基于算法细节的安 全性。也就是说, 只要密钥不公开, 即使算 法公开并被分析, 不知道密钥的人也无法理 解你所加密过的消息。
常见对称加密算法
常见对称加密算法1、对称加密算法1.1 定义对称加密算法是应⽤较早的加密算法，技术成熟。
在对称加密算法中，数据发信⽅将明⽂（）和加密（mi yue）⼀起经过特殊加密算法处理后，使其变成复杂的加密密⽂发送出去。
收信⽅收到密⽂后，若想解读原⽂，则需要使⽤加密⽤过的及相同算法的逆算法对密⽂进⾏解密，才能使其恢复成可读明⽂。
在对称加密算法中，使⽤的只有⼀个，发收信双⽅都使⽤这个密钥对数据进⾏加密和解密，这就要求解密⽅事先必须知道加密密钥。
1.2 优缺点优点：算法公开、计算量⼩、加密速度快、加密效率⾼。
缺点：（1）交易双⽅都使⽤同样钥匙，安全性得不到保证。
（2）每对⽤户每次使⽤对称加密算法时，都需要使⽤其他⼈不知道的惟⼀钥匙，这会使得发收信双⽅所拥有的钥匙数量呈⼏何级数增长，成为⽤户的负担。
对称加密算法在分布式⽹络系统上使⽤较为困难，主要是因为困难，使⽤成本较⾼。
1.3 常⽤对称加密算法基于“”的加密算法主要有DES、3DES（TripleDES）、AES、RC2、RC4、RC5和Blowfish等。
本⽂只介绍最常⽤的对称加密算法DES、3DES（TripleDES）和AES。
2、DES2.1 概述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。
2.2 算法原理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32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。
常见的几种加密算法
常见的几种加密算法加密算法是一种数学算法，用于保护数据的机密性和完整性。
它们可以将数据转化为不可读的形式，以防止未经授权的访问和修改。
以下是一些常见的加密算法：1.对称加密算法：对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密。
常见的对称加密算法包括：DES（Data Encryption Standard）、3DES（Triple DES）、AES （Advanced Encryption Standard）和RC4等。
其中，AES是最常用的对称加密算法，其密钥长度可以是128位、192位或256位。
2.非对称加密算法：非对称加密算法使用一对密钥，即公钥和私钥。
公钥用于加密数据，而私钥用于解密数据。
常见的非对称加密算法包括：RSA（Rivest-Shamir-Adleman）、DSA（Digital Signature Algorithm）和ECC（Elliptic Curve Cryptography）等。
RSA是最常见的非对称加密算法，广泛应用于数字签名、密钥交换和数据加密等领域。
3.哈希函数：哈希函数将任意长度的消息转换为固定长度的哈希值，并具有不可逆的特性，即无法从哈希值还原出原始数据。
常见的哈希函数包括：MD5（Message Digest Algorithm 5）、SHA-1（Secure Hash Algorithm 1）、SHA-256和SHA-3等。
然而，由于MD5和SHA-1已被发现存在碰撞漏洞，因此SHA-256及其后续版本更常用。
4.消息认证码（MAC）算法：MAC算法通过将密钥和消息一起进行哈希运算，生成固定长度的消息认证码，用于验证消息的完整性和认证发送方。
常见的MAC算法包括：HMAC（Hash-based Message Authentication Code）、CMAC（Cipher-based Message Authentication Code）和GMAC（Galois/Counter Mode）等。
计算机网络安全——对称加密算法DES（一）
计算机⽹络安全——对称加密算法DES（⼀）⼀、对称加密算法概念我们通过计算机⽹络传输数据时，如果⽆法防⽌他⼈窃听，可以利⽤密码学技术将发送的数据变换成对任何不知道如何做逆变换的⼈都不可理解的形式，从⽽保证了数据的机密性。
这种变换被称为加密（ encryption），被加密的数据被称为密⽂（ ciphertext），⽽加密前的数据被称为明⽂（ plaintext）。
接收⽅必须能通过某种逆变换将密⽂重新变换回原来的明⽂，该逆变换被称为解密（decryption）。
加密和解密过程可以以⼀个密钥（ key）为参数，并且加密和解密过程可以公开，⽽只有密钥需要保密。
即只有知道密钥的⼈才能解密密⽂，⽽任何⼈，即使知道加密或解密算法也⽆法解密密⽂。
加密密钥和解密密钥可以相同，也可以不同，取决于采⽤的是对称密钥密码体制还是公开密钥密码体制。
所谓对称密钥密码体制是⼀种加密密钥与解密密钥相同的密码体制。
在这种加密系统中，两个参与者共享同⼀个秘密密钥，如果⽤⼀个特定的密钥加密⼀条消息，也必须要使⽤相同的密钥来解密该消息。
该系统⼜称为对称密钥系统。
数据加密标准（ Data Encryption Standard， DES）是对称密钥密码的典型代表，由IBM公司研制，于1977年被美国定为联邦信息标准。
其加密解密基本流程如下图：⼆、.NET 使⽤ DES 加密DES使⽤的密钥为64 位（实际密钥长度为56 位，有8位⽤于奇偶校验）。
密码的字节长度不能低于64位（8个字节），下⾯是实现代码：1 using System;2 using System.IO;3 using System.Linq;4 using System.Security.Cryptography;5 using System.Text;67 namespace encryption.des8 {9 /// <summary>10 /// DES 加密与解密11 /// DES加密：https:///question/3676782912 /// 加密基本知识：https:///des.html13 /// </summary>14 public class DesAlgorithm15 {16 public Encoding Encoding { get; set; }17 public PaddingMode Padding { get; set; }18 public CipherMode Mode { get; set; }19 public string PassWord { get; private set; }20 private DESCryptoServiceProvider _des;2122 #region .ctor2324 public DesAlgorithm()25 {26 _des = new DESCryptoServiceProvider();27 PassWord = Convert.ToBase64String(_des.Key);28 Encoding = Encoding.UTF8;29 Padding = PaddingMode.PKCS7;30 Mode = CipherMode.CBC;31 }32 #endregion333435 /// <summary>36 /// 通过字符串⽣成新的密钥37 /// </summary>38 /// <param name="password">密码</param>39 /// <returns></returns>40 public DESCryptoServiceProvider CreateNewkey(string password)41 {42 try43 {44 byte[] buffer = Encoding.GetBytes(password).Skip(0).Take(8).ToArray();45 _des = new DESCryptoServiceProvider()46 {47 Key = buffer,48 IV=buffer,49 };50 PassWord = password;51 return _des;52 }53 catch (Exception e)54 {55 Console.WriteLine($"Wrong Length:{e.Message},{e.InnerException}");56 return null;57 }58 }5960 /// <summary>61 /// DES加密62 /// </summary>63 /// <param name="pToEncrypt">需要加密的字符串<see cref="string"/></param>64 /// <returns></returns>65 public string Encrypt(string pToEncrypt)66 {67 byte[] inputByteArray = Encoding.GetBytes(pToEncrypt);68 return Convert.ToBase64String(this.Encrypt(inputByteArray));69 }7071 /// <summary>72 /// DES加密73 /// </summary>74 /// <param name="pToEncrypt">待加密的byte数组<see cref="byte"/></param>75 /// <returns></returns>76 public byte[] Encrypt(byte[] pToEncrypt)77 {78 byte[] base64 = null;79 using (var ms = new MemoryStream())80 {81 using (var cs = new CryptoStream(ms, _des.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))82 {83 cs.Write(pToEncrypt, 0, pToEncrypt.Length);84 cs.FlushFinalBlock();85 }86 base64 = ms.ToArray();87 }88 return base64;89 }9091 /// <summary>92 /// DES解密93 /// </summary>94 /// <param name="pToDecrypt">需要解密的字符串</param>95 /// <returns></returns>96 public string Decrypt(string pToDecrypt)97 {98 byte[] inputByteArray = Convert.FromBase64String(pToDecrypt);99 return Encoding.GetString(this.Decrypt(inputByteArray));100 }101102 /// <summary>103 /// DES解密104 /// </summary>105 /// <param name="pToDecrypt">待解密的byte数组<see cref="byte"/></param>106 /// <returns></returns>107 public byte[] Decrypt(byte[] pToDecrypt)108 {109 byte[] data = null;110 using (var ms = new MemoryStream())111 {112 using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, _des.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Write))113 {114 cs.Write(pToDecrypt, 0, pToDecrypt.Length);115 cs.FlushFinalBlock();116 }117 data = ms.ToArray();118 }119 return data;120 }121 }122 }三、.NET 使⽤ 3DES 加密DES使⽤的密钥为64 位，它是⼀个优秀的密码算法，⽬前还没有发现⽐蛮⼒攻击更好的破解⽅法。
对称加密算法原理
对称加密算法原理
对称加密算法是一种常用的加密技术，它使用同一个密钥进行加密和解密过程。
其基本原理如下：
1. 密钥生成：在对称加密中，首先需要生成一个密钥。
密钥的选择非常重要，必须保证其安全性和随机性。
2. 明文加密：在加密过程中，将明文按照一定的算法和密钥进行加密。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
加密算法会对明文进行逐个比特位的处理，通常涉及到替换、移位、异或等操作。
3. 密文传输：经过加密处理后，明文会转变为密文。
密文是通过网络或其他通信渠道进行传输的。
由于对称加密算法使用的是同一个密钥进行加密和解密，因此密钥的保密性非常重要。
4. 密文解密：在接收方收到密文后，需要使用相同的密钥进行解密。
解密过程与加密过程正好相反，通过对密文逐个比特位进行处理，最终得到原始的明文。
对称加密算法的优势是速度快，在传输大量数据时比较高效。
然而，对称加密算法需要确保密钥的安全性，因为一旦密钥泄露，整个加密过程就会被破解。
所以，在实际应用中，对称加密常常与其他技术（如公钥密码）结合使用，以确保数据的安全性。
对称加密算法和非对称加密算法
对称加密算法和非对称加密算法对称加密算对称加密算法是加密和解密时使用相同的密钥，主要用于保证数据的机密性。
最具有代表性的算法是２０世纪７０年代ＩＢＭ公司提出的ＤＥＳ（ｄａｔａｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄ）算法；在此基础上又提出了许多ＤＥＳ的改进算法，如三重ＤＥＳ（ｔｒｉｐｌｅＤＥＳ）、随机化ＤＥＳ（ＲＤＳ）、ＩＤＥＡ（ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｄａｔａｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、广义ＤＥＳ（ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＤＥＳ）、ＮｅｗＤＥＳ、Ｂｌｏｗｆｉｓｈ、ＦＥＡＬ以及ＲＣ５等。
２００１年美国国家标准与技术研究院发布高级加密标准（ａｄｖａｎｃｅｄｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄ，ＡＥＳ）取代了ＤＥＳ，成为对称密钥加密中最流行的算法之一。
对称加密算法的优点是计算开销小、加密速度快，适用于少量或海量数据的加密，是目前用于信息加密的主要算法。
其缺点是通信双方使用相同的密钥，很难确保双方密钥的安全性；密钥数据量增长时，密钥管理会给用户带来负担；此外，它仅适用于对数据进行加解密处理，提供数据的机密性，它不适合在分布式网络系统中使用，密钥管理困难，且成本较高。
非对称加密算法非对称加密算法也叫公开密钥算法，其加密和解密是相对独立的，使用不同的密钥。
它主要用于身份认证、数字签名等信息交换领域。
公钥密码体制的算法中最著名的代表是ＲＳＡ，此外还有背包密码、ＤＳＡ，ＭｃＥｌｉｅｃｅ密码、Ｄｉｆｆｅ＿Ｈｅｌｌｍａｎ、Ｒａｂｉｎ、零知识证明、椭圆曲线、ＥＩＧａｍａｌ算法等。
非对称加密算法的优点是可以适应网络的开放性要求，且密钥管理问题也较为简单，可方便地实现数字签名和验证。
其缺点是算法复杂、加密数据的速率较低。
然而，无论是对称加密算法还是非对称加密算法都存在密钥泄露的风险。
因此，Ｒｉｖｅｓｔ在１９８９年开发出ＭＤ２算法，不需要密钥，引发了杂凑算法（也称Ｈａｓｈ函数）的研究，即把任意长的输入消息字符串变化成固定长的输出串，不需要密钥，且过程是单向的，不可逆的。
对称密码算法的基本原理
对称密码算法的基本原理
对称密码算法是一种使用相同的密钥对数据进行加密和解密的算法。
其基本原理是将明文按照一定规则和密钥进行计算，得到密文；将密文按照相同的规则和密钥进行计算，得到明文。
整个过程中，密钥起到了保密数据的作用。
对称密码算法的基本原理可以概括为以下几个步骤：
1. 密钥生成：通信双方在进行加密和解密之前需要共享一个密钥。
密钥可以通过随机数生成算法生成，也可以通过密钥交换协议在通信双方之间进行协商。
2. 加密过程：明文按照一定规则和密钥进行计算，生成密文。
加密算法的设计中通常包括替换、置换、混淆以及迭代等操作，以增强算法的安全性。
3. 解密过程：密文按照相同的规则和密钥进行计算，生成明文。
解密算法与加密算法相反，通过逆向的操作将密文还原为明文。
对称密码算法的优点是计算速度快、实现简单，适用于对大量数据进行加密和解密的场景。
然而，对称密码算法的缺点是通信双方需要提前共享密钥，密钥的管理和分发成为了一个安全性问题。
另外，对称密码算法也不适用于实现安全通信和存储，因为密钥的保密性无法得到保障。
为了解决这些问题，常常将对称密码算法与非对称密码算法相结合，使用非对称密码算法来保证密钥的安全性，然后使用对称密码算法来对通信数据进行加密和解密。
1)对称密码体制的原理与应用方法
对称密码体制的原理与应用方法
对称密码体制是一种常见的加密算法，也被称为私钥密码体制。
它采用相同的密钥用于加密和解密数据。
以下是对称密码体制的一些基本原理和应用方法：
原理
对称密码体制使用相同的密钥对数据进行加密和解密。
加密过程中，明文经过密钥和加密算法处理后变为密文；解密过程中，密文通过相同的密钥和解密算法处理后恢复为明文。
对称密码体制的核心原理是密钥的保密性，只有持有正确密钥的人能够解密获得明文信息。
应用方法
1. 数据加密：对称密码体制可用于保护敏感数据的机密性，例如在传输过程中对数据进行加密，防止未经授权的人员获取敏感信息。
2. 随机数生成：对称密码体制可用于生成高质量的随机数，广泛应用于密码学和计算机安全领域。
3. 认证机制：对称密码体制可以通过消息认证码（MAC）来提供数据完整性和认证机制，例如对数据进行数字签名。
4. 虚拟专用网络（VPN）：对称密码体制可以用于建立加密的VPN连接，确保通信的机密性。
5. 文件加密：对称密码体制可用于加密存储在计算机或移动设备上的文件，保护文件的机密性。
6. 数据库加密：对称密码体制可用于加密数据库中的敏感信息，防止非法访问。
总结而言，对称密码体制是一种常见且实用的加密方法，通过使用相同的密钥进行加密和解密，能够保障数据的机密性、完整性和认证性。
它在数据保护、安全通信和信息安全领域发挥着重要作用。
对称和非对称加密 常用使用方法
对称和非对称加密常用使用方法对称加密和非对称加密都是现代密码学的基础概念。
它们之间的区别在于加密和解密所使用的密钥是否相同。
下面是对称加密和非对称加密的常用使用方法。
对称加密对称加密是指加密和解密所使用的密钥是相同的。
这意味着加密和解密方都需要持有同一把密钥。
对称加密的优点是加密解密速度快、安全性高，缺点是密钥的传递难度较大。
1. 生成密钥：使用对称加密算法之前，首先需要生成一对密钥，通常称为对称密钥。
对称密钥的长度通常为128、192或256位。
密钥的生成可以通过随机生成数序列的方式实现。
2. 加密数据：加密方使用对称密钥对数据进行加密。
加密的过程通常是通过将数据和密钥进行异或运算、置换和代换等算法，从而生成密文。
3. 解密数据：解密方使用相同的对称密钥对密文进行解密。
解密的过程通常是通过将密文和密钥进行反向运算，从而得到原始数据。
非对称加密非对称加密是指加密和解密所使用的密钥是不相同的。
这意味着加密方需要持有一个公钥，解密方需要持有一个对应的私钥。
非对称加密的优点是密钥的传递方便，缺点是加密解密速度较慢。
1. 生成密钥：使用非对称加密算法之前，首先需要生成一对密钥，通常称为公私钥。
公私钥的长度通常为1024或2048位。
密钥的生成可以通过生成大素数的方式实现。
2. 加密数据：加密方使用公钥对数据进行加密。
加密的过程通常是通过将数据和公钥进行一系列数学运算，从而生成密文。
3. 解密数据：解密方使用私钥对密文进行解密。
解密的过程通常是通过将密文和私钥进行数学运算，从而得到原始数据。
总结对称加密和非对称加密都有各自的优缺点。
对于加密速度要求较高的场合，可选择使用对称加密算法；对于安全性要求较高的场合，可选择使用非对称加密算法。
在实际应用中，常常会综合使用对称加密和非对称加密，从而达到更高的安全性和效率。
对称密码问题介绍
对称密码问题介绍
对称密码是一种加密和解密使用同一密钥的方式。
常用的对称密码有DES、3DES、AES等。
对称密码的特性包括加密和解密速度较快，适合加密比较大的数据。
然而，对称密码也存在一些问题，例如密钥传递的过程不安全，容易被破解，且密钥管理比较麻烦。
以AES为例，这是一种块密码算法，只能对固定长度的数据进行加密。
例如，AES的块长度是128位，即16字节。
AES算法将一个明文块加密生成一个密文块，密文块的长度跟明文块相等，都为16字节。
如果要加密的数据比16字节长，就要进行分块加密，然后将密文块组合成完整的密文。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询密码学专家。
对称密码名词解释
对称密码名词解释
对称密码是一种加密算法，也被称为共享密钥密码。
在对称密码中，发送方和接收方使用相同的密钥来加密和解密数据。
这种加密方法迅速、高效，并且在许多安全通信应用中被广泛使用。
对称密码的原理是，发送方使用密钥将原始数据加密成密文，并将其发送给接收方。
接收方使用相同的密钥来解密密文，以还原成原始数据。
因此，密钥的保密性非常重要，只有发送方和接收方知道密钥，才能确保数据的保密性。
对称密码有许多不同的算法，其中最常见的是DES（数据加密标准）和AES（高级加密标准）。
这些算法使用了不同的加密技术和密钥长度，以提供更高的安全性和保密性。
对称密码也具有一些局限性。
首先，发送方和接收方必须事先共享密钥，这可能会增加密钥管理的复杂性和安全风险。
其次，对称密码没有提供身份验证机制，因此无法验证数据的发送方是否是合法的。
为了解决这些问题，通常结合使用对称密码和非对称密码。
发送方使用非对称密码的公钥来加密对称密钥，并将其发送给接收方。
接收方使用相应的私钥来解密对称密钥，并使用对称密钥来加密和解密数据。
这种组合使用的加密方式称为混合加密，能够提供更好的安全性和灵活性。
总结而言，对称密码是一种使用相同密钥进行加密和解密的加密算法。
它是安全通信的重要组成部分，但需要注意密钥管理和身份验证的问题，并通常与非对称密码结合使用，以提供更高的安全性。
密码学算法的介绍和使用技巧
密码学算法的介绍和使用技巧密码学算法是保护数据安全和隐私的重要工具，它们通过对信息进行加密和解密来防止未经授权的访问和篡改。
本文将介绍一些常见的密码学算法，以及使用这些算法保护数据的一些技巧。
1. 对称加密算法对称加密算法是一种使用相同的密钥进行加密和解密的算法。
常见的对称加密算法有DES（数据加密标准）、AES（高级加密标准）等。
这些算法具有加密速度快、计算量小等优点，适用于对大量数据进行加密和解密。
使用对称加密算法的关键在于安全地管理密钥。
保护密钥的方法包括限制密钥的访问权限、定期更换密钥、使用强密码学系统来保护密钥等。
2. 非对称加密算法非对称加密算法使用一对密钥，分别是公钥和私钥。
公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。
常见的非对称加密算法有RSA（Rivest-Shamir-Adleman）、ECC（椭圆曲线密码）等。
非对称加密算法具有较高的安全性，但加密和解密速度较慢。
通常使用非对称加密算法来交换对称加密算法的密钥，以确保密钥的安全传输。
3. 哈希函数哈希函数是一种将任意长度的数据映射为固定长度散列值的算法。
常见的哈希函数有MD5、SHA-1、SHA-256等。
哈希函数主要用于验证数据的完整性和一致性。
在使用哈希函数时，需要注意选择强度较高的算法，并确保散列值的唯一性。
此外，为了防止哈希碰撞（即不同的输入数据产生相同的散列值），可以使用“盐”（salt）对数据进行附加。
4. 数字签名数字签名是一种使用公钥和私钥来验证数据真实性和完整性的技术。
首先，使用私钥对数据进行加密生成数字签名，然后使用公钥对签名进行解密验证。
数字签名可以防止数据被篡改，确保数据的来源可信。
在使用数字签名时，要确保私钥的安全，并定期更换密钥，以减少潜在的风险。
5. 密码学安全性的衡量标准在评估密码学算法的安全性时，常见的标准有密钥长度、算法的复杂性、抵抗攻击的强度等。
密钥长度越大，破解的难度就越大。
算法的复杂性越高，则破解的难度也越大。
四方密码
原理
首先选择两个英文字作密匙，例如example和keyword。对于每一个密匙，将重复出现的字母去除，即 example要转成exampl，然后将每个字母顺序放入矩阵，再将余下的字母顺序放入矩阵，便得出加密矩阵。
将这两个加密矩阵放在右上角和左下角，余下的两个角放a到z顺序的矩阵： 加密的步骤： 两个字母一组地分开讯息：（例如hello world变成he ll ow or ld）； 找出第一个字母在左上角矩阵的位置； 同样道理，找第二个字母在右下角矩阵的位置； 找右上角矩阵中，和第一个字母同行，第二个字母同列的字母； 找左下角矩阵中，和第一个字母同列，第二个字母同行的字母； 得到的这两个字母就是加密过的讯息。
缺陷
1、由于使用的是对称式加密，所以在使用中容易被记录比对而破解掉密码矩阵表，安全性太低。
2、明显看出不论是四方密码还是二方密码都存在一个问题，就是只能加密偶数的密码。如果是奇数密码，最 后余下的一个字符将无法加密。如果使用原密码或者补位加密都更容易暴露密码表内容。
谢谢观看
四方密码
对称式加密法
01 介绍
03 二方密码
目录
02 原理 04 缺陷
四方密码是一种对称式加密法，由法国人Felix Delastelle（1840年–1902年）发明。这种方法将字母两 个一组，然后采用多字母替换密码。
பைடு நூலகம்
介绍
四方密码是一种对称式加密法，由法国人Felix Delastelle（1840年–1902年）发明。 这种方法将字母两个一组，然后采用多字母替换密码。 四方密码用4个5×5的矩阵来加密。每个矩阵都有25个字母（通常会取消Q或将I,J视作同一样，或改进为 6×6的矩阵，加入10个数字）。
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2 SET等安全通信标准和IPSec安全协议中，其具体应用如下。
1．用来加密保护信息
利用密码变换将明文变换成只有合法者才能恢复的密文，这是密码的最基本功能。
信息的加密保护包括传输信息和存储信息两方面，后者解决起来难度更大。
2．采用数字证书来进行身份鉴别
数字证书就是网络通信中标志通信各方身份信息的一系列数据，是网络正常运行所必需的。
现在一般采用交互式询问回答，在询问和回答过程中采用密码加密，特别是采用密码技术的带CPU的智能卡，安全性好。
在电子商务系统中，所有参与活动的实体都需要用数字证书来表明自己的身份，数字证书从某种角度上说就是“电子身份证”。
3．数字指纹
在数字签名中有重要作用的“报文摘要”算法，即生成报文“数字指纹”的方法，近年来备受关注，构成了现代密码学的一个重要侧面。
4．采用密码技术对发送信息进行验证
为防止传输和存储的消息被有意或无意地篡改，采用密码技术对消息进行运算生成消息的验证码，附在消息之后发出或与信息一起存储，对信息进行验证，它在票房防伪中有重要作用。
5．利用数字签名来完成最终协议
在信息时代，电子数据的收发使我们过去所依赖的个人特征都将被数字代替，数字签名的作用有两点：一是因为自己的签名难以否认，从而确定了文件已签署这一事实；二是因为签名不易仿冒，从而确定了文件是真的这一事实。
7.2.4对称加密算法
常用的对称加密算法可以分为替代密码和换位密码两大类。
替代密码（Substitution Cipher）是发送者将明文中的每一个字符用另外一个字符来替换，生成密文发送，接收者对密文进行逆替换恢复出明文。
换位密码是使明文中的字母不变而位置改变的密码，也称为置换密码，如把明文中的字母的顺序倒过来写，然后以固定长度的字母组发送或记录。
1．替代密码
在对称密码学中，替代密码有4种类型。
①简单替代密码（Simple Substitution Cipher）。
②多明码替代密码（Homophonic Substitution Cipher）。
③多字母替代密码（Polygram Substitution Cipher）。
④多表替代密码（Polyalphabetic Substitution Cipher）。
（1）简单替代密码
简单替代密码又称为单字母密码（Monoalphabetic Cipher），是指一个明文字符用相应的唯一一个密文字符替代的密码。
例如，打乱字母的排列次序构成与明文对应的密码表，或者采用密钥词组来推导密码表。
电子商务理论与实务（第 版） 100。