DES算法

  • DES全称为Data Encryption Standard，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法。

    DES算法入口参数

  • DES算法的入口参数有三个:Key、Data、Mode。其中Key为7个字节共56位,是DES算法的工作密钥;Data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。

    算法步骤：

  • 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56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。

      其置换规则见下表：
      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,
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。
    此算法是对称加密算法体系中的代表,在计算机网络系统中广泛使用.

IDEA算法

原理：

  • IDEA 它也是对64bit大小的数据块加密的分组加密算法密钥长度为128位它基于”相异代数群上的混合运算”设计思想。

  • 产生密钥：

    1. 算法用了52个子密钥(8轮中的每一轮需要6个，其他4个用与输出变换)。
  1. 将128-位密钥分成8个16-位子密钥。这些是算法的第一批8个子密钥（第一轮六个，第二轮的头两个）。然后，密钥向左环移25位后再分成8个子密钥。开始4个用在第二轮，后面4个用在第三轮。密钥再次向左环移25位产生另外8个子密钥，如此进行直到算法结束。具体是：
    IDEA总共进行8轮迭代操作，每轮需要6个子密钥,另外还需要4个额外子密钥,所以总共需要52个子密钥，这个52个子密钥都是从128位密钥中扩展出来的。

  • 加密过程：

    1. 输入的64-位数据分组被分成4个16-位子分组：xl，X2，x3和x4。
    2. 这4个子分组成为算法的第一轮的输入，总共有8轮。在每一轮中，这4个子分组相互相异或，相加，相乘，且与6个16-位子密钥相异或，相加，相乘。

在每一轮中，执行的顺序如下：　

　(1)X1和第一个子密钥相乘。
　　(2)x2和第二个子密钥相加。
　　(3)X3和第三个子密钥相加。
　　(4)x4和第四个子密钥相乘。
　　(5)将第(1)步和第(3)步的结果相异或。 .
　　(6)将第(2)步和第(4)步的结果相异或。
　　(7)将第(5)步的结果与第五个子密钥相乘。
　　(8)将第(6)步和第(7)步的结果相加。
　　(9)将第(8)步的结果与第六个子密钥相乘。
　　(10)将第(7)步和第(9)步的结果相加。
　　(11)将第(1)步和第(9)步的结果相异或。
　　(12)将第(3)步和第(9)步的结果相异或。
　　(13)将第(2)步和第(10)步的结果相异或。
　　(14)将第(4)步和第(10)步的结果相异或。
　　每一轮的输出是第(11)、(12)、(13)和(14) 步的结果形成的4个子分组。
将中间两个分组分组交换(最后一轮除外)后，即为下一轮的输入。
　　经过8轮运算之后，有一个最终的输出变换：
　　(1) X1和第一个子密钥相乘。
　　(2) x2和第二个子密钥相加。
　　(3) x3和第三个子密钥相加。
　　(4) x4和第四个子密钥相乘。

  • IDEA算法的密钥长度为128位。设计者尽最大努力使该算法不受差分密码分析的影响。

    MD5加密算法

  • MD5加密是一种不可逆的加密算法。

    Md5加密算法原理

  • MD5加密算法以512位分组来处理输入的信息，且每一分组又被划分为16个32位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四个32位分组组成，将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。

  • 在MD5加密算法中，首先需要对信息进行填充，使其字节长度对512求余数的结果等于448。因此，信息的字节长度（Bits Length）将被扩展至N512+448，即N64+56个字节（Bytes），N为一个正整数。

  • 填充的方法如下：在信息的后面填充一个1和无数个0，直到满足上面的条件时才停止用0对信息的填充。然后再在这个结果后面附加一个以64位二进制表示的填充前的信息长度。经过这两步的处理，现在的信息字节长度=N*512+448+64=(N+1)*512，即长度恰好是512的整数倍数。这样做的原因是为满足后面处理中对信息长度的要求。

  • MD5中有四个32位被称作链接变量（Chaining Variable）的整数参数，他们分别为：

A=0x01234567	

B=0x89abcdef

C=0xfedcba98

D=0x76543210

  • 当设置好这四个链接变量后，就开始进入算法的四轮循环运算，循环的次数是信息中512位信息分组的数目。

  • 将上面四个链接变量复制到另外四个变量中：A到a，B到b，C到c，D到d。 主循环有四轮（MD4只有三轮），每轮循环都很相似。第一轮进行16次操作。每次操作对a、b、c和d中的其中三个作一次非线性函数运算，然后将所得结果加上第四个变量（文本中的一个子分组和一个常数）。

  • 再将所得结果向右环移一个不定的数，并加上a、b、c或d中之一。最后用该结果取代a、b、c或d中之一。 以一下是每次操作中用到的四个非线性函数（每轮一个）。

    F(X,Y,Z)=(X∧Y)∨(( X)∧Z)
    	G(X,Y,Z)=(X∧Z)∨(Y∧( Z))
    	H(X,Y,Z)=X?Y?Z
    	I(X,Y,Z)=Y?(X∨( Z))
    	其中，?是异或，∧是与，∨是或， 是反符号。

  • 如果X、Y和Z的对应位是独立和均匀的，那么结果的每一位也应是独立和均匀的。F是一个逐位运算的函数。即，如果X，那么Y，否则Z。函数H是逐位奇偶操作符。所有这些完成之后，将A，B，C，D分别加上a，b，c，d。然后用下一分组数据继续运行算法，最后的输出是A，B，C和D的级联。最后得到的A，B，C，D就是输出结果，A是低位，D为高位，DCBA组成128位输出结果。

Md5加密算法的应用

  • MD5加密算法由于其具有较好的安全性，加之商业也可以免费使用该算法，因此该加密算法被广泛使用，md5加密算法主要运用在数字签名、文件完整性验证以及口令加密等方面。

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