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对称加密算法
1)定义
在对称加密算法中，数据发信方将明文（原始数据）和加密密钥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密钥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，使用的密钥只有一个，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。
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，密钥管理成为用户的负担。对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难，主要是因为密钥管理困难，使用成本较高。
3）常用对称加密算法
基于“对称密钥”的加密算法主要有DES、3DES（TripleDES）、AES、RC2、RC4、RC5和Blowfish等。
DES算法
1)DES 算法介绍
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）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。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。
分组模式
1）为什么需要分组模式？
明文的长度不固定，而分组密码只能处理特定长度的一块数据，这就需要对分组密码的算法进行迭代，以便将一段很长的明文全部加密，而迭代的方法就是分组的模式。
常见的分组模式：
EBC模式：Electronic Code Book, 电子密码本模式
特点: 简单, 效率高, 密文有规律, 容易被破解
CBC模式：Cipher Block Chaining, 密码块链模式（推荐使用）
特点: 密文没有规律, 经常使用的加密方式
CFB模式：Cipher FeedBack, 密文反馈模式
特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进行的按位异或操作, 最终生成了密文
OFB模式：Output-Feedback, 输出反馈模式
特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进的按位异或操作, 最终生成了密文
CTR模式：CounTeR, 计数器模式（重点，推荐使用）
特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进行的按位异或操作, 最终生成了密文
常用的填充模式
Java进行DES、3DES和AES三种对称加密算法时，常采用的是NoPadding（不填充）、Zeros填充（0填充）、PKCS5Padding填充。
Eclipse中分析DES算法代码
1）在主类中分析DES加密的地方
在主类Mainactivity里面调用了四种自定义的数据加密算法：
DESCBC、DESedeCBC、DES、DESede
2）分别分析DESCBC、DESedeCBC、DES、DESede类
getInstance，通过该方法获取相应的算法
generateSecret:讲加密密钥生成秘密密钥；
generateKey：生成密钥
DESedeKeySpec(byte[] key)：创建一个 DESedeKeySpec 对象，使用 key 中的前 24 个字节作内为 DES-EDE 密钥的密钥内容。
IvParameterSpec:获取偏转向量
DECRYPT_MODE：表示加密模式
小结
1、介绍DES相关的算法以及实现原理。
2、在eclipse中分析DES算法代码。 |
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发表于 2020-11-18 04:03
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