png图片结构分析与加密解密原理
png图片结构分析与加密解密原理
PNG文件格式分为PNG-24和PNG-8，其最大的区别是PNG-24是用24位来保存一个像素值，是真彩色，而PNG-8是用8位索引值来在调色盘中索引一个颜色，因为一个索引值的最大上限为2的8次方既128，故调色盘中颜色数最多为128种，所以该文件格式又被叫做PNG-8 128仿色。PNG-24因为其图片容量过大，而且在Nokia和Moto等某些机型上创建图片失败和显示不正确等异常时有发生，有时还会严重拖慢显示速度，故并不常用，CoCoMo认为这些异常和平台底层的图像解压不无关系。不过该格式最大的优点是可以保存Alpha通道，同事也曾有过利用该图片格式实现Alpha 混合的先例，想来随着技术的发展，手机硬件平台的提升，Alpha混合一定会被广泛的应用，到那时该格式的最大优势才会真正发挥。?
8 bit PNGs use an indexed color palette like GIF. If you want variable transparency, use 32bit PNGs (24 bit color, 8 bit alpha). If you don't care about transparency, use 24 bit PNGs.
PNG-8文件是目前广泛应用的PNG图像格式，其主要有六大块组成：
?1.PNG文件标志，为固定的64个字节：0x89504e47 0x0d0a1a0a
?2.文件头数据块IHDR(header chunk)
3.调色板数据块PLTE(palette chunk)
4.sBIT,tRNS块?等。。。
5.图像数据块IDAT(image data chunk)
6.图像结束数据IEND(image trailer chunk)，固定的96个字节：0x00000000 0x49454e44 0xae426082
?这六大块按顺序排列，也就是说IDAT块永远是在PLTE块之后，期间也会有许多其他的区块用来描述信息，例如图像的最后修改时间是多少，图像的创建者是谁等，不过这些区块的信息对我们来说都是可有可无的描述信息，故压缩时一般先向这些区块开刀。
数据块1-4：?
除了PNG文件标志，其中四大数据块和文件尾都是由统一的数据块文件结构描述的：?Chunk Length: 4byte?
Chunk Type: 4byte?
Chunk Data: Chunk Length的长度?
Chunk CRC: 4byte
?例如IHDR块的数据长度为13，既?
Chunk Length = 13
Chunk Type = "IHDR"
IHDR块：
?用来描述图像的基本信息，其格式为：?
图像宽：4byte?
图像高：4byte?
图像色深：4byte?
颜色类型： 1byte?
压缩方法：1byte?
滤波方法：1byte?
扫描方法：1byte?
曾经有人问过我，撒叫滤波方法和扫描方法，汗，说实话我也不知道，不过我们是在做手机游戏，不是在搞图形学不是嘛。
PLTE块：?
这个就是传说中放置调色盘数据的地方啦，其格式为：?
循环?
RED：1byte?
GREEN：1byte?
BLUE：1byte?
END
?循环长度嘛，不就是Chunk Length / 3的长度嘛，而且Chunk Length一定为3的倍数。
tRNS块：?
这个块时有时无，主要是看你是否使用了透明色。该区块的格式为：?
循环?
if(对应调色盘颜色非透明)?
0xFF：1byte?
else?
0x00：1byte?
END?
循环长度为调色盘的颜色数，相当于调色盘颜色表的一个对应表，标识该颜色是否透明，0xFF不透明，0x00透明。故如果用UltraEdit查看PNG文件的二进制编码，如果看到一大片FF，一般就是tRNS区块啦，因为一个PNG文件一般只有一个透明色。
IDAT块：?这个就是存放图像数据的地方啦，这里要注意的是一个PNG文件可能有多个IDAT区块，而其他三大区块只可能有一个。?IDAT 区块是经过压缩的，所以数据不可读，压缩算法一般为LZ77滑动窗口算法，如果硬要看里面的数据的话，用zlib库也是可以的，CoCoMo当年就见过Windows Mobile上的帝国时代巨变态的用zlib库压缩和解压该区块来进一步减少PNG文件大小，真是寸K寸金啊。
IEND块：?该区块虽然也按照数据块的结构，但Chunk Data是没有的，所以是固定的96个字节：0x00000000 0x49454e44 0xae426082
IEND数据块的长度总是0（00 00 00 00，除非人为加入信息），数据标识总是IEND（49 45 4E 44），因此，CRC码也总是AE 42 60 82。
PNG图像压缩：
了解了PNG的文件结构，压缩就有的放矢了。压缩有6个级别，可以根据需要选择。Level1：读取PNG文件，将除六大块之外的所有区块都过滤掉
Level2：文件头是固定的0x89504e47 0x0d0a1a0a，文件尾是固定的0x00000000
0x49454e44 0xae426082，去掉！
Level3：每个区块的Chunk Type我们是否需要呢？很明显，我们自己写的压缩格式自己应该清楚是按照什么样的顺序，去掉！
Level4：每个区块的Chunk Length我们是否需要呢？
IHDR块：定长13个字节，明显不需要，去掉。
PLTE块：最多128个颜色，为撒要用4byte来记录区块长度而不是用1byte来记录颜色数呢？
tRNS块：既然有颜色数，tRNS又是调色盘颜色表的对应表，既数量与颜色数相同，为撒还需要呢？
IDAT块：我想这个是唯一需要4byte来记录长度的区块。
Level5：每个区块的Chunk CRC是否需要呢？
因为计算CRC需要一些时间，但对于字节较少的区块一般可以忽略不计，所以对于这个问题还是由程序员自己决定吧。对于CRC的计算可以参看CoCoMo的另一篇
Blog“PNG文件的CRC码计算”
Level6：每个区块我们是否要原封不动的保存期数据呢？
IHDR块：除了宽、高、色深是需要的，后面那4byte的信息是固定的0x03000000 PLTE块：为撒要用3byte来表示RGB而不是2byte的565格式？压缩方法可以参看CoCoMo的另一篇Blog“关于PNG图像压缩的一点感悟”
tRNS块：我想tRNS块是冗余最多的区块了吧，大段大段的0xFF明显没有必要，一般的PNG文件只有一个透明色，为撒要用对应表的方法而不是一个索引来记录到底哪个是透明色呢？由于颜色数最多128，所以只需1byte就可以代替tRNS那么多0xFF啦。
IDAT块：么想法，如果你够变态，把zlib加进来吧！
PNG图像解压：
创建了自定义的文件，J2ME端读取后，就面临解压的问题了。我们可以利用此函数来创建Image：
static Image
createImage(byte[] imageData, int imageOffset, int imageLength)
前提是传入的imageData与PNG未被压缩前的一致。因为PNG文件格式是固定的，所以读取自定义的压缩文件后，开始将那些默认的数据再添加进去，实现解压的目的。下面就开始解压之旅吧!
首先要创建一个ByteArrayOutputStream out，
1.写入文件头：
out.writeInt(0x89504e47);
out.writeInt(0x0d0a1a0a);
2.写入IHDR块
out.writeInt(13);
out.writeInt(0x49484452); //0x49484452为Chunk Type "IHDR"
out.writeInt(width);
out.writeInt(height);
out.writeByte(depth);
out.writeInt(0x03000000); //压缩时舍掉的4byte，默认0x03000000
out.writeInt(crc);
其他区块方法一致，故略过。。。
3.写入文件尾
out.writeInt(0x00000000);
out.writeInt(0x49454e44);
out.writeInt(0xae426082);
4.转换成数组，创建Image
byte[] pngBuffer = out.toByteArray();
Image image = Image.createImage(pngBuffer, 0, pngBuffer.length);
哈哈，大功告成。这里注意如果中途数据写入有错误，经常会出现创建Image失败的异常，而且非常不好调试，不过只要自定的压缩格式定下来后，对应的创建Image的函数只要写一次，以后基本不会出问题哈。
PNG图像加解密：
很多人都担心自己辛苦创作的漂亮的美术图片很easy就被别人拿到了，究其原因是由于PNG文件格式是固定的，稍微了解的人用UltraEdit很容易就能找到IHDR，PLTE等标识了。CoCoMo就经常看GameLoft的图像文件，哈哈。一般是2byte的Length，然后紧接着图片数据，都放在一个文件里，直接拷贝2进制然后粘贴到一个新文件里就是一幅图。后来的加密技术会把PNG分块，例如前100个字节一块，紧接着1K一块，最后剩余字节一块，然后把块顺序打乱，用2byte来记录总长度，1byte记录顺序，但是这并没有从根本上消除IHDR，IEND这些显眼的定位标识，好像在对破解者说：嘿，看，我就在这里！
现在了解了之前的压缩和解压技术，这个问题也就迎刃而解了，因为Chunk Length，Chunk Type和Chunk CRC这些东西都消失了，甚至连数据块本身的数据都修改了，我可以按照ImageWidth、ImageHeight、ImageDepth的顺序写数据，也可以倒过来写。我想再牛的PNG分析器也是无能为力的吧，唯一可以定位的就只有IDAT区块了，不过就算得到该区块的数据，也应该是一张黑白图。
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附录
PNG文件结构分析(上：了解PNG文件存储格式)
PNG的文件结构
对于一个PNG文件来说，其文件头总是由位固定的字节来描述的：
十进制数137 80 78 71 13 10 26 10
十六进制数89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A
其中第一个字节0x89超出了ASCII字符的范围，这是为了避免某些软件将PNG文件当做文本文件来处理。文件中剩余的部分由3个以上的PNG的数据块（Chunk）按照特定的顺序组成，因此，一个标准的PNG文件结构应该如下：
PNG文件标志PNG数据块……PNG数据块
PNG数据块（Chunk）
PNG定义了两种类型的数据块，一种是称为关键数据块(critical chunk)，这是标准的数据块，另一种叫做辅助数据块(ancillary chunks)，这是可选的数据块。关键数据块定义了4个标准数据块，每个PNG文件都必须包含它们，PNG读写软件也都必须要支持这些数据块。虽然PNG文件规范没有要求PNG编译码器对可选数据块进行编码和译码，但规范提倡支持可选数据块。
下表就是PNG中数据块的类别，其中，关键数据块部分我们使用深色背景加以区分。
PNG文件格式中的数据块
数据块符号数据块名称多数据块可选否位置限制
IHDR 文件头数据块否否第一块
cHRM 基色和白色点数据块否是在PLTE和IDAT之前
gAMA 图像γ数据块否是在PLTE和IDAT之前
sBIT 样本有效位数据块否是在PLTE和IDAT之前
PLTE 调色板数据块否是在IDAT之前
bKGD 背景颜色数据块否是在PLTE之后IDAT之前
hIST 图像直方图数据块否是在PLTE之后IDAT之前
tRNS 图像透明数据块否是在PLTE之后IDAT之前
oFFs (专用公共数据块) 否是在IDAT之前
pHYs 物理像素尺寸数据块否是在IDAT之前
sCAL (专用公共数据块) 否是在IDAT之前
IDAT 图像数据块是否与其他IDAT连续
tIME 图像最后修改时间数据块否是无限制
tEXt 文本信息数据块是是无限制
zTXt 压缩文本数据块是是无限制
fRAc (专用公共数据块) 是是无限制
gIFg (专用公共数据块) 是是无限制
gIFt (专用公共数据块) 是是无限制
gIFx (专用公共数据块) 是是无限制
IEND 图像结束数据否否最后一个数据块
为了简单起见，我们假设在我们使用的PNG文件中，这4个数据块按以上先后顺序进行存储，并且都只出现一次。
数据块结构
PNG文件中，每个数据块由4个部分组成，如下：
名称字节数说明
Length (长度) 4字节指定数据块中数据域的长度，其长度不超过(231－1)字节Chunk Type Code (数据块类型码) 4字节数据块类型码由ASCII字母(A-Z和a-z)组成Chunk Data (数据块数据) 可变长度存储按照Chunk Type Code指定的数据CRC (循环冗余检测) 4字节存储用来检测是否有错误的循环冗余码
CRC(cyclic redundancy check)域中的值是对Chunk Type Code域和Chunk Data域中的数据进行计算得到的。CRC具体算法定义在ISO 3309和ITU-T V.42中，其值按下面的CRC 码生成多项式进行计算：
x32 +x26 +x23 +x22 +x16 +x12 +x11 +x10 +x8 +x7 +x5 +x4 +x2 +x+1
下面，我们依次来了解一下各个关键数据块的结构吧。
IHDR
文件头数据块IHDR(header chunk)：它包含有PNG文件中存储的图像数据的基本信息，并要作为第一个数据块出现在PNG数据流中，而且一个PNG数据流中只能有一个文件头数据块。
文件头数据块由13字节组成，它的格式如下表所示。
域的名称字节数说明
Width 4 bytes 图像宽度，以像素为单位
Height 4 bytes 图像高度，以像素为单位
Bit depth 1 byte
图像深度：
索引彩色图像：1，2，4或8 灰度图像：1，2，4，8或16 真彩色图像：8或16
ColorType 1 byte
颜色类型：
0：灰度图像, 1，2，4，8或16
2：真彩色图像，8或16
3：索引彩色图像，1，2，4或8 4：带α通道数据的灰度图像，8或16 6：带α通道数据的真彩色图像，8或16
Compression method 1 byte 压缩方法(LZ77派生算法) Filter method 1 byte 滤波器方法
Interlace method 1 byte
隔行扫描方法：
0：非隔行扫描
1：Adam7(由Adam M. Costello开发的7遍隔行扫描方法)
由于我们研究的是手机上的PNG，因此，首先我们看看MIDP1.0对所使用PNG图片的要求吧：
?在MIDP1.0中，我们只可以使用1.0版本的PNG图片。并且，所以的PNG关键数据块都有特别要求：
IHDR
?文件大小：MIDP支持任意大小的PNG图片，然而，实际上，如果一个图片过大，会由于内存耗尽而无法读取。
?颜色类型：所有颜色类型都有被支持，虽然这些颜色的显示依赖于实际设备的显示能力。同时，MIDP也能支持alpha通道，但是，所有的alpha通道信息都会被
忽略并且当作不透明的颜色对待。
?色深：所有的色深都能被支持。
?压缩方法：仅支持压缩方式0（deflate压缩方式），这和jar文件的压缩方式完全相同，所以，PNG图片数据的解压和jar文件的解压可以使用相同的代码。（其
实这也就是为什么J2ME能很好的支持PNG图像的原因：））
?滤波器方法：尽管在PNG的白皮书中仅定义了方法0，然而所有的5种方法都被支持！
?隔行扫描：虽然MIDP支持0、1两种方式，然而，当使用隔行扫描时，MIDP却不会真正的使用隔行扫描方式来显示。
?PLTE chunk：支持
?IDAT chunk：图像信息必须使用5种过滤方式中的方式0 (None, Sub, Up, Average, Paeth)
?IEND chunk：当IEND数据块被找到时，这个PNG图像才认为是合法的PNG图像。
?可选数据块：MIDP可以支持下列辅助数据块，然而，这却不是必须的。
bKGD cHRM gAMA hIST iCCP iTXt pHYs
sBIT sPLT sRGB tEXt tIME tRNS zTXt
关于更多的信息，可以参考https://www.360docs.net/doc/4010988691.html,/TR/REC-png.html
PLTE
调色板数据块PLTE(palette chunk)包含有与索引彩色图像(indexed-color image)相关的彩色变换数据，它仅与索引彩色图像有关，而且要放在图像数据块(image data chunk)之前。
PLTE数据块是定义图像的调色板信息，PLTE可以包含1~256个调色板信息，每一个调色板信息由3个字节组成：
颜色字节意义
Red 1 byte 0 = 黑色, 255 = 红
Green 1 byte 0 = 黑色, 255 = 绿色
Blue 1 byte 0 = 黑色, 255 = 蓝色
因此，调色板的长度应该是3的倍数，否则，这将是一个非法的调色板。
对于索引图像，调色板信息是必须的，调色板的颜色索引从0开始编号，然后是1、2……，调色板的颜色数不能超过色深中规定的颜色数（如图像色深为4的时候，调色板中的颜色数不可以超过2^4=16），否则，这将导致PNG图像不合法。
真彩色图像和带α通道数据的真彩色图像也可以有调色板数据块，目的是便于非真彩色显示程序用它来量化图像数据，从而显示该图像。
IDAT
图像数据块IDAT(image data chunk)：它存储实际的数据，在数据流中可包含多个连续顺序的图像数据块。
IDAT存放着图像真正的数据信息，因此，如果能够了解IDAT的结构，我们就可以很方便的生成PNG图像。
IEND
图像结束数据IEND(image trailer chunk)：它用来标记PNG文件或者数据流已经结束，并且必须要放在文件的尾部。
如果我们仔细观察PNG文件，我们会发现，文件的结尾12个字符看起来总应该是这样的：00 00 00 00 49 45 4E 44 AE 42 60 82
不难明白，由于数据块结构的定义，IEND数据块的长度总是0（00 00 00 00，除非人为加入信息），数据标识总是IEND（49 45 4E 44），因此，CRC码也总是AE 42 60 82。
实例研究PNG
以下是由Fireworks生成的一幅图像，图像大小为8*8，为了方便大家观看，我们将图像放大：
使用UltraEdit32打开该文件，如下：
00000000~00000007：
可以看到，选中的头8个字节即为PNG文件的标识。
接下来的地方就是IHDR数据块了：
00000008~00000020：
?00 00 00 0D 说明IHDR头块长为13
?49 48 44 52 IHDR标识
?00 00 00 08 图像的宽，8像素
?00 00 00 08 图像的高，8像素
?04 色深，2^4=16，即这是一个16色的图像（也有可能颜色数不超过16，当然，如果颜色数不超过8，用03表示更合适）
?03 颜色类型，索引图像
?00 PNG Spec规定此处总为0（非0值为将来使用更好的压缩方法预留），表示使压缩方法(LZ77派生算法)
?00 同上
?00 非隔行扫描
?36 21 A3 B8 CRC校验
00000021~0000002F：
可选数据块sBIT，颜色采样率，RGB都是256（2^8=256）
00000030~00000062：
这里是调色板信息
?00 00 00 27 说明调色板数据长为39字节，既13个颜色数
?50 4C 54 45 PLTE标识
?FF FF 00 颜色0
?FF ED 00 颜色1
?…… ……
?09 00 B2 最后一个颜色，12
?5F F5 BB DD CRC校验
00000063~000000C5：
这部分包含了pHYs、tExt两种类型的数据块共3块，由于并不太重要，因此也不再详细描述了。
000000C0~000000F8：
以上选中部分是IDAT数据块
?00 00 00 27 数据长为39字节
?49 44 41 54 IDAT标识
?78 9C…… 压缩的数据，LZ77派生压缩方法
?DA 12 06 A5 CRC校验
IDAT中压缩数据部分在后面会有详细的介绍。
000000F9~00000104：
IEND数据块，这部分正如上所说，通常都应该是00 00 00 00 49 45 4E 44 AE 42 60 82
至此，我们已经能够从一个PNG文件中识别出各个数据块了。由于PNG中规定除关键数据块外，其它的辅助数据块都为可选部分，因此，有了这个标准后，我们可以通过删除所有的辅助数据块来减少PNG文件的大小。（当然，需要注意的是，PNG格式可以保存图像中的层、文字等信息，一旦删除了这些辅助数据块后，图像将失去原来的可编辑性。）
删除了辅助数据块后的PNG文件，现在文件大小为147字节，原文件大小为261字节，文件大小减少后，并不影响图像的内容。
其实，我们可以通过改变调色板的色值来完成一些又趣的事情，比如说实现云彩/水波的流动效果，实现图像的淡入淡出效果等等，在此，给出一个链接给大家看也许更直接：https://www.360docs.net/doc/4010988691.html,/flyingghost/archive/2005/01/13/251110.aspx，我写此文也就是受此文的启发的。
如上说过，IDAT数据块是使用了LZ77压缩算法生成的，由于受限于手机处理器的能力，因此，如果我们在生成IDAT数据块时仍然使用LZ77压缩算法，将会使效率大打折扣，因此，为了效率，只能使用无压缩的LZ77算法，关于LZ77算法的具体实现，此文不打算深究，如果你对LZ77算法的JAVA实现有兴趣，可以参考以下两个站点：
?https://www.360docs.net/doc/4010988691.html,/
?https://www.360docs.net/doc/4010988691.html,/jzlib/index.html
PNG文件结构分析(下：在手机上生成PNG文件)
上面我们已经对PNG的存储格式有了了解，因此，生成PNG图片只需要按照以上的数据块写入文件即可。
(由于IHDR、PLTE的结构都非常简单，因此，这里我们只是重点讲一讲IDAT的生成方法，IHDR和PLTE的数据内容都沿用以上的数据内容)
问题确实是这样的，我们知道，对于大多数的图形文件来说，我们都可以将实际的图像内容映射为一个二维的颜色数组，对于上面的PNG文件，由于它用的是16色的调色板（实际是13色），因此，对于图片的映射可以如下：
(调色板对照图)
12 11 10 98765
11 10 9 8 7654
10 9 8 7 6543
9 8 7 6 5432
8 7 6 5 4321
7 6 5 4 3210
6 5 4 3 2100
5 4 3 2 1000
PNG Spec中指出，如果PNG文件不是采用隔行扫描方法存储的话，那么，数据是按照行(ScanLine)来存储的，为了区分第一行，PNG规定在每一行的前面加上0以示区分，因此，上面的图像映射应该如下：
0 12 11 10 98765
0 11 10 9 8 7654
0 10 9 8 7 6543
0 9 8 7 6 5432
0 8 7 6 5 4321
0 7 6 5 4 3210
0 6 5 4 3 2100
0 5 4 3 2 1000
另外，需要注意的是，由于PNG在存储图像时为了节省空间，因此每一行是按照位(Bit)来存储的，而并不是我们想象的字节（Byte），如果你没有忘记的话，我们的IHDR数据块中的色深就指明了这一点，所以，为了凑成PNG所需要的IDAT，我们的数据得改成如下：
0 203 169 135 101
0 186 152 118 84
0 169 135 101 67
0 152 118 84 50
0 135 101 67 33
0 118 84 50 16
0 101 67 33 0
0 84 50 16 0
最后，我们对这些数据进行LZ77压缩就可以得到IDAT的正确内容了。
然而，事情并不是这么简单，因为我们研究的是手机上的PNG，如果需要在手机上完成LZ77压缩工作，消耗的时间是可想而知的，因此，我们得再想办法加减少压缩时消耗的时间。好在LZ77也提供了无压缩的压缩方法（奇怪吧？），因此，我们只需要简单的使用无压缩的方式写入数据就可以了，这样虽然浪费了空间，却换回了时间！
好了，让我们看一看怎么样凑成无压缩的LZ77压缩块：
字节意义
0~2 压缩信息，固定为0x78, 0xda, 0x1
3~6 压缩块的LEN和NLEN信息
压缩的数据
最后4字节Adler32信息
其中的LEN是指数据的长度，占用两个字节，对于我们的图像来说，第一个Scan Line包含了5个字节（如第一行的0, 203, 169, 135, 101），所以LEN的值为5（字节/行）* 8（行）= 40（字节），生成字节为28 00（低字节在前），NLEN是LEN的补码，即NLEN = LEN ^ 0xFFFF，所以NLEN的为D7 FF，Adler32信息为24 A7 0B A4（具体算法见源程序），因此，按照这样的顺序，我们生成IDAT数据块，最后，我们将IHDR、PLTE、IDAT 和IEND数据块写入文件中，就可以得到PNG文件了，如图：
至此，我们已经能够采用最快的时间将数组转换为PNG图片了
简单讲解加密技术
简单讲解加密技术 加密技术是最常用的安全保密手段，利用技术手段把重要的数据变为乱码（加密）传送，到达目的地后再用相同或不同的手段还原（解密）。 加密技术包括两个元素：算法和密钥。算法是将普通的信息或者可以理解的信息与一串数字（密钥）结合，产生不可理解的密文的步骤，密钥是用来对数据进行编码和解密的一种算法。在安全保密中，可通过适当的钥加密技术和管理机制来保证网络的信息通信安全。 什么是加密技术呢？加密技术是电子商务采取的主要安全保密措施，是最常用的安全保密手段,利用技术手段把重要的数据变为乱码（加密）传送，到达目的地后再用相同或不同的手段还原（解密）。加密技术包括两个元素：算法和密钥。算法是将普通的文本（或者可以理解的信息）与一窜数字（密钥）的结合，产生不可理解的密文的步骤，密钥是用来对数据进行编码和解码的一种算法。在安全保密中，可通过适当的密钥加密技术和管理机制来保证网络的信息通讯安全。密钥加密技术的密码体制分为对称密钥体制和非对称密钥体制两种。相应地，对数据加密的技术分为两类，即对称加密（私人密钥加密）和非对称加密（公开密钥加密）。对称加密以数据加密标准（DES，Data Enc ryption Standard）算法为典型代表，非对称加密通常以RSA（Rivest Shamir Ad 1eman）算法为代表。对称加密的加密密钥和解密密钥相同，而非对称加密的加密密钥和解密密钥不同，加密密钥可以公开而解密密钥需要保密。 加密技术的种类：对称加密（私人密钥加密），非对称加密（公开密钥加密），单项加密。 对称加密：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，即加密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DNS的加密性好，而且对计算机功能要求也没有那么高。IDEA加密标准由PGP（Pretty Good Privacy）系统使用。 对称加密的种类:DES(数据加密的标准)使用56位的密钥。AES:高级加密标准。3 DES:三圈加密标准它作为现在加密算法的标准。 非对称加密：即公钥加密，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey）和私有密（privatekey）。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对
RSA加密算法加密与解密过程解析
RSA加密算法加密与解密过程解析 1.加密算法概述 加密算法根据内容是否可以还原分为可逆加密和非可逆加密。 可逆加密根据其加密解密是否使用的同一个密钥而可以分为对称加密和非对称加密。 所谓对称加密即是指在加密和解密时使用的是同一个密钥：举个简单的例子，对一个字符串C做简单的加密处理，对于每个字符都和A做异或，形成密文S。 解密的时候再用密文S和密钥A做异或，还原为原来的字符串C。这种加密方式有一个很大的缺点就是不安全，因为一旦加密用的密钥泄露了之后，就可以用这个密钥破解其他所有的密文。 非对称加密在加密和解密过程中使用不同的密钥，即公钥和私钥。公钥用于加密，所有人都可见，私钥用于解密，只有解密者持有。就算在一次加密过程中原文和密文发生泄漏，破解者在知道原文、密文和公钥的情况下无法推理出私钥，很大程度上保证了数据的安全性。 此处，我们介绍一种非常具有代表性的非对称加密算法，RSA加密算法。RSA 算法是1977年发明的，全称是RSA Public Key System，这个Public Key 就是指的公共密钥。 2.密钥的计算获取过程 密钥的计算过程为：首先选择两个质数p和q，令n=p*q。 令k=?(n)=(p?1)(q?1),原理见4的分析 选择任意整数d，保证其与k互质 取整数e，使得[de]k=[1]k。也就是说de=kt+1，t为某一整数。
3.RSA加密算法的使用过程 同样以一个字符串来进行举例，例如要对字符串the art of programming 进行加密，RSA算法会提供两个公钥e和n，其值为两个正整数，解密方持有一个私钥d，然后开始加密解密过程过程。 1. 首先根据一定的规整将字符串转换为正整数z，例如对应为0到36，转化后形成了一个整数序列。 2. 对于每个字符对应的正整数映射值z，计算其加密值M=(N^e)%n. 其中N^e表示N的e次方。 3. 解密方收到密文后开始解密，计算解密后的值为(M^d)%n，可在此得到正整数z。 4. 根据开始设定的公共转化规则，即可将z转化为对应的字符，获得明文。 4.RSA加密算法原理解析 下面分析其内在的数学原理，说到RSA加密算法就不得不说到欧拉定理。 欧拉定理(Euler’s theorem)是欧拉在证明费马小定理的过程中，发现的一个适用性更广的定理。 首先定义一个函数，叫做欧拉Phi函数，即?(n)，其中，n是一个正整数。?(n)=总数(从1到n?1，与n互质整数) 比如5，那么1，2，3，4，都与5互质。与5互质的数有4个。?(5)=4再比如6，与1，5互质，与2，3，4并不互质。因此，?(6)=2
加密解密程序设计
课程设计 题目加密解密程序设计 学院自动化学院 专业电气工程及其自动化班级 姓名 指导教师 年月9 日
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：自动化学院 题目：加密解密程序设计 初始条件： 掌握8086汇编语言程序设计方法，设计一个电子时钟，实现分、秒、时的显示与刷新功能。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1. 定义显示界面。 2. 调用系统时间，并将调用的用二进制表示的时间数转换成ASCII码，并将时间数存入内存区。 3. 将存在系统内存区的时间数用数字式或指针式钟表的形式显示出来。 4. 获取键盘的按键值，判断键值并退出系统。 5. 撰写课程设计说明书。内容包括：摘要、目录、正文、参考文献、附录（程序清单）。正文部分包括：设计任务及要求、方案比较及论证、软件设计说明（软件思想，流程，源程序设计及说明等）、程序调试说明和结果分析、课程设计收获及心得体会。 时间安排： 12月26日-----12月28日查阅资料及方案设计 12月29日----- 1月 2 日编程 1月3日----- 1月7日调试程序 1月8日----- 1月9日撰写课程设计报告 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要 (1) 1设计任务及要求 (2) 1.1 加密解密设计的意义 (2) 1.2 程序设计任务 (2) 2 加密方法及方案比较 (3) 2.1 加密方法 (3) 2.2 加密方案及比较 (3) 3 加密解密设计流程及描述 (5) 3.1程序所需模块 (5) 3.2程序运行界面 (5) 3.3响铃程序 (6) 3.4功能选择程序 (6) 3.5数据循环输入子程序 (7) 3.6加密过程程序 (8) 3.7解密过程程序 (9) 3.8退出程序 (10) 3.9总体程序流程图 (11) 4 程序调试说明和结果分析 (12) 4.1 程序调试 (12) 4.2 程序运行结果 (12) 5 心得体会 (15) 参考文献 (16) 附录：设计原程序 (17) 本科生课程设计成绩评定
加密狗的概述与破解原理
加密狗的概述与破解原理 加密狗的概述： 加密狗是外形酷似U盘的一种硬件设备，正名加密锁，后来发展成如今的一个软件保护的通俗行业名词，"加密狗"是一种插在计算机并行口上的软硬件结合的加密产品（新型加密狗也有usb口的）。一般都有几十或几百字节的非易失性存储空间可供读写，现在较新的狗内部还包含了单片机。软件开发者可以通过接口函数和软件狗进行数据交换（即对软件狗进行读写），来检查软件狗是否插在接口上；或者直接用软件狗附带的工具加密自己EXE文件（俗称"包壳"）。这样，软件开发者可以在软件中设置多处软件锁，利用软件狗做为钥匙来打开这些锁；如果没插软件狗或软件狗不对应，软件将不能正常执行。 加密狗通过在软件执行过程中和加密狗交换数据来实现加密的.加密狗内置 单片机电路(也称CPU)，使得加密狗具有判断、分析的处理能力，增强了主动的反解密能力。这种加密产品称它为"智能型"加密狗.加密狗内置的单片机里包含有专用于加密的算法软件，该软件被写入单片机后，就不能再被读出。这样，就保证了加密狗硬件不能被复制。同时，加密算法是不可预知、不可逆的。加密算法可以把一个数字或字符变换成一个整数，如DogConvert(1)=12345、DogConver t(A)=43565。 加密狗是为软件开发商提供的一种智能型的软件保护工具，它包含一个安装在计算机并行口或USB 口上的硬件，及一套适用于各种语言的接口软件和工具软件。加密狗基于硬件保护技术，其目的是通过对软件与数据的保护防止知识产权被非法使用。 加密狗的工作原理： 加密狗通过在软件执行过程中和加密狗交换数据来实现加密的.加密狗内置 单片机电路(也称CPU)，使得加密狗具有判断、分析的处理能力，增强了主动的反解密能力。这种加密产品称它为"智能型"加密狗.加密狗内置的单片机里包含有专用于加密的算法软件，该软件被写入单片机后，就不能再被读出。这样，就保证了加密狗硬件不能被复制。同时，加密算法是不可预知、不可逆的。加密算法可以把一个数字或字符变换成一个整数，如DogConvert(1)=12345、DogConver t(A)=43565。下面，我们举个例子说明单片机算法的使用。比如一段程序中有这样一句：A=Fx(3)。程序要根据常量3来得到变量A的值。于是，我们就可以把原程序这样改写：A=Fx(DogConvert(1)-12342)。那么原程序中就不会出现常量3，而取之以DogConvert(1)-12342。这样，只有软件编写者才知道实际调用的常量是3。而如果没有加密狗，DogConvert函数就不能返回正确结果，结果算式A=F x(DogConvert(1)-12342)结果也肯定不会正确。这种使盗版用户得不到软件使用价值的加密方式，要比一发现非法使用就警告、中止的加密方式更温和、更隐蔽、
DES加密算法与解密(带流程图)
一、DES加密及解密算法程序源代码： #include
0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8, 4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0, 15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13}, /*S2*/ {15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10, 3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5, 0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15, 13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9}, /*S3*/ {10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8, 13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1, 13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7, 1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12}, /*S4*/ {7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15, 13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9, 10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4, 3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14}, /*S5*/ {2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9, 14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6, 4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14, 11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3}, /*S6*/ {12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,
数据加密实验报告
实验报告 课程：计算机保密_ _ 实验名称：数据的加密与解密_ _ 院系(部)：计科院_ _ 专业班级：计科11001班_ _ 学号： 201003647_ _ 实验日期： 2013-4-25_ _ 姓名： _刘雄 _ 报告日期： _2013-5-1 _ 报告评分：教师签字：
一. 实验名称 数据加密与解密 二.运行环境 Windows XP系统 IE浏览器 三.实验目的 熟悉加密解密的处理过程，了解基本的加密解密算法。尝试编制基本的加密解密程序。掌握信息认证技术。 四.实验内容及步骤 1、安装运行常用的加解密软件。 2、掌握加解密软件的实际运用。 *3、编写凯撒密码实现、维吉尼亚表加密等置换和替换加解密程序。 4、掌握信息认证的方法及完整性认证。 （1）安装运行常用的加解密软件,掌握加解密软件的实际运用 任务一：通过安装运行加密解密软件（Apocalypso.exe；RSATool.exe；SWriter.exe等（参见：实验一指导））的实际运用，了解并掌握对称密码体系DES、IDEA、AES等算法，及非对称密码体制RSA等算法实施加密加密的原理及技术。 ?DES：加密解密是一种分组加密算法，输入的明文为64位，密钥为56位，生成的密文为64位。 ?BlowFish：算法用来加密64Bit长度的字符串或文件和文件夹加密软件。 ?Gost(Gosudarstvennyi Standard)：算法是一种由前苏联设计的类似DES算法的分组密码算法。它是一个64位分组及256位密钥的采用32轮简单迭代型加密算法. ?IDEA：国际数据加密算法：使用128 位密钥提供非常强的安全性； ?Rijndael：是带有可变块长和可变密钥长度的迭代块密码（AES 算法）。块长和密钥长度可以分别指定成128、192 或256 位。 ?MISTY1：它用128位密钥对64位数据进行不确定轮回的加密。文档分为两部分：密钥产生部分和数据随机化部分。 ?Twofish：同Blowfish一样，Twofish使用分组加密机制。它使用任何长度为256比特的单个密钥，对如智能卡的微处理器和嵌入在硬件中运行的软件很有效。它允许使用者调节加密速度，密钥安装时间，和编码大小来平衡性能。 ?Cast-256：AES 算法的一种。 （同学们也可自己下载相应的加解密软件，应用并分析加解密过程） 任务二：下载带MD5验证码的软件（如：https://www.360docs.net/doc/4010988691.html,/downloads/installer/下载（MySQL）：Windows (x86, 32-bit), MSI Installer 5.6.11、1.5M；MD5码: 20f788b009a7af437ff4abce8fb3a7d1），使用MD5Verify工具对刚下载的软件生成信息摘要，并与原来的MD5码比较以确定所下载软件的完整性。或用两款不同的MD5软件对同一文件提取信息摘要，而后比较是否一致，由此可进行文件的完整性认证。
加密技术及密码破解实验报告
第九章、实验报告 实验一、设置Windows启动密码 一、实验目的：利用Windows启动密码保存重要文件。 二、实验步骤： 1、在Windows XP系统中选择开始——运行，在打开输入框中“syskey.exe”,点击确定，打开“保证Windows XP账户数据库的安全”对话框。 2、单击【更新】，打开【启动密码】对话框，然后输入密码，在【确认】文本框中再次输入密码，单击【确定】
实验二、为word文档加密解密 一、实验目的:保护数据的安全 二、实验步骤： 1、打开一个需要加密的文档，选择【工具】——【选项】——【安全性】然后输入想要设置打开文件时所需的密码 2、单击【高级(A)】打开加密类型对话框，选中【加密文档属性】复选框，单击【确定】。
3、打开文件的【确认密码】对话框，输入打开文件时需要的密码，单击【确定】，随即打开【确认密码】对话框，输入密码。 4、保存文件后，重新打开Word文档，打开【密码】，输入打开文件所需的密码，单击【确定】输入修改的密码，单击【确定】 破解word密码 （1）安装Advanced Office Password Recovery软件，安装完成后打开需要破解的word 文档，进行暴力破解，结果如图所示： 实验三、使用WinRAR加密解密文件
一．实验目的：加密文件，保证文件的安全性。 二．实验步骤： 1、在需要加密的文件夹上右击，选中【添加到压缩文件】打开【压缩文件名和参数】 2、选中【压缩文件格式】组合框中的【RAR】并在【压缩选项】中选中【压缩后删除源文件】然后切换到【高级】，输入密码，确认密码。 3、关闭对话框，单击确定，压缩完成后，双击压缩文件，系统打开【输入密码对话框】 破解WinRAR加密的文件 （1）安装Advanced RAR Password Recovery软件，打开WinRAR加密文件，进行暴力破解，获得密码。结果如图：
RSA加密算法的基本原理
RSA加密算法的基本原理 1978年RSA加密算法是最常用的非对称加密算法，CFCA 在证书服务中离不了它。但是有不少新来的同事对它不太了解，恰好看到一本书中作者用实例对它进行了简化而生动的描述，使得高深的数学理论能够被容易地理解。我们经过整理和改写特别推荐给大家阅读，希望能够对时间紧张但是又想了解它的同事有所帮助。 RSA是第一个比较完善的公开密钥算法，它既能用于加密，也能用于数字签名。RSA以它的三个发明者Ron Rivest,Adi Shamir,Leonard Adleman的名字首字母命名，这个算法经受住了多年深入的密码分析，虽然密码分析者既不能证明也不能否定RSA的安全性，但这恰恰说明该算法有一定的可信性，目前它已经成为最流行的公开密钥算法。 RSA的安全基于大数分解的难度。其公钥和私钥是一对大素数（100到200位十进制数或更大）的函数。从一个公钥和密文恢复出明文的难度，等价于分解两个大素数之积（这是公认的数学难题）。 RSA的公钥、私钥的组成，以及加密、解密的公式可见于下表： 可能各位同事好久没有接触数学了，看了这些公式不免一头雾水。别急，在没有正式讲解RSA加密算法以前，让我们先复习一下数学上的几个基本概念，它们在后面的介绍中要用到： 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。例如，15＝3＊5，所以15不是素数；又如，12＝6＊2＝4＊3，所以12也不是素数。另一方面，13除了等于13＊1以外，不能表示为其它任何两个整数的乘积，所以13是一个素数。素数也称为“质数”。 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。”这里所说的“两个数”是指自然数。 判别方法主要有以下几种（不限于此）： （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，
set加解密过程
3.4.5 SE丁协议的加解密过程 1。加密过程 首先，甲方要产生一个数字签名来向乙方证明信息确实是他发出的。他需要执行以 下步骤: ①将所发送信息通过哈希算法，形成信息摘要。 ②使用RSA算法，用私人签名密钥加密信息摘要，形成数字签名。 其次，甲方需要加密信息，使得它在网上传输时没有人能读懂它。 ③甲方通过软件，随机生成对称密钥，作大信息量加密之用，SET缺省的对称密钥 算法是DES o ④甲方用对称密钥加密所要发送的信息(即明文)、数字签名和证书。发送证书的目 的是为了乙方可从证书中得到公开签名密钥，以解开甲方的数字签名。 ⑥到目前为止，甲方可安全地发送信息了，同时也证明了他的身份。但为了使乙方 能读懂这些信息，甲方还需将对称密钥送给乙方。甲方用乙方的公开密钥加密该对称密钥，形成所谓的数字信封。最后甲方将数字信封和加密信息一同发给乙方。 2.解密过程 ①乙方用自己的私人密钥交换密钥将数字信封打开，取出对称密钥。 ②乙方用对称密钥解密信息，得到明文信息、数字签名和甲方的公开签名密钥(从 甲方的证书中获得)。 ③乙方用甲方的公开签名密钥解密数字签名，得到信息摘要。 3.验证过程 到目前为止，乙方还不知道收到的信息是否确实来自甲方，为了证实是甲方发送的信息，乙方还要完成以下步骤: ①将得到的明文信息进行哈希运算，得到新的信息摘要。 ②比较新的信息摘要和原信息摘要(上述解密过程中得到的)，如果两者一致，说明 收到的信息确实来自拥有与证书中公开签名密钥成对的私人签名密钥一方，而且信息是完整的。一旦乙方将证书送到发证机构CA认证，就可确定甲方的真实身份和证书是否有效。 3.4.6 SE丁协议分析 SET是基于信用卡的安全支付协议，用于保证信息的机密性、交易方身份的认证和信息的完整性。 (1)信息的机密性 在SET协议中，传输的信息都进行了加密处理，以保证信息的机密性。DES中SET 协议中默认的对称加密算法，用于保护敏感的金融数据;商用数据隐蔽设备CDMF(Commercial Data Mashing Facility)是另一种对称加密算法，用于SET中收单行和持卡者的信息保护它以DES为底层加密算法，采用40位密钥代替DES的64位密钥。为了保证信用卡信息不被商家非法获取，SET采用双重数据签名技术，以提供订购信息和支付消息的机密性，使商家只能看到订购信息，不能看到用户的信用卡信息，而银行只能看到信用卡信息，不能看到订购信息。 (2)数据的完整性 SET使用数字签名来保证数据的完整性。SET使用安全Hash算法SHA-1( Secure Hash Algorithm -1)及RSA来实现数字签名。SHA-1对于任意长度的消息都生成一个160位的消息摘要。如果消息中有一位发生变化，则消息摘要中的数据也会发生变化，两个不同的消息的摘要完全相同的概率几乎是零。 SET协议中还应用双重签名来保证信息的完整性。双重签名的目的是连接两个不同
数据加密方案
数据加密方案
一、什么是数据加密 1、数据加密的定义 数据加密又称密码学，它是一门历史悠久的技术，指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文，而解密则是通过解密算法和解密密钥将密文恢复为明文。数据加密目前仍是计算机系统对信息进行保护的一种最可靠的办法。它利用密码技术对信息进行加密，实现信息隐蔽，从而起到保护信息的安全的作用。 2、加密方式分类 数据加密技术要求只有在指定的用户或网络下，才能解除密码而获得原来的数据，这就需要给数据发送方和接受方以一些特殊的信息用于加解密，这就是所谓的密钥。其密钥的值是从大量的随机数中选取的。按加密算法分为对称密钥和非对称密钥两种。 对称密钥：加密和解密时使用同一个密钥，即同一个算法。如DES和MIT的Kerberos算法。单密钥是最简单方式，通信双方必须交换彼此密钥，当需给对方发信息时，用自己的加密密钥进行加密，而在接收方收到数据后，用对方所给的密钥进行解密。当一个文本要加密传送时，该文本用密钥加密构成密文，密文在信道上传送，收到密文后用同一个密钥将密文解出来，形成普通文体供阅读。在对称密钥中，密钥的管理极为重要，一旦密钥丢失，密文将无密可保。这种
方式在与多方通信时因为需要保存很多密钥而变得很复杂，而且密钥本身的安全就是一个问题。 对称加密 对称密钥是最古老的，一般说“密电码”采用的就是对称密钥。由于对称密钥运算量小、速度快、安全强度高，因而如今仍广泛被采用。 DES是一种数据分组的加密算法，它将数据分成长度为64位的数据块，其中8位用作奇偶校验，剩余的56位作为密码的长度。第一步将原文进行置换，得到64位的杂乱无章的数据组；第二步将其分成均等两段；第三步用加密函数进行变换，并在给定的密钥参数条件下，进行多次迭代而得到加密密文。 非对称密钥：非对称密钥由于两个密钥（加密密钥和解密密钥）各不相同，因而可以将一个密钥公开，而将另一个密钥保密，同样可以起到加密的作用。
几种常用的数据加密技术
《Network Security Technology》Experiment Guide Encryption Algorithm Lecture Code: 011184 Experiment Title：加密算法 KeyWords：MD5, PGP, RSA Lecturer：Dong Wang Time：Week 04 Location：Training Building 401 Teaching Audience：09Net1&2 October 10, 2011
实验目的： 1，通过对MD5加密和破解工具的使用，掌握MD5算法的作用并了解其安全性； 2，通过对PGP加密系统的使用，掌握PGP加密算法的作用并了解其安全性； 3，对比MD5和PGP两种加密算法，了解它们的优缺点，并总结对比方法。 实验环境： 2k3一台，XP一台，确保相互ping通； 实验工具：MD5V erify, MD5Crack, RSA-Tools,PGP8.1 MD5加密算法介绍 当前广泛存在有两种加密方式，单向加密和双向加密。双向加密是加密算法中最常用的，它将明文数据加密为密文数据，可以使用一定的算法将密文解密为明文。双向加密适合于隐秘通讯，比如，我们在网上购物的时候，需要向网站提交信用卡密码，我们当然不希望我们的数据直接在网上明文传送，因为这样很可能被别的用户“偷听”，我们希望我们的信用卡密码是通过加密以后，再在网络传送，这样，网站接受到我们的数据以后，通过解密算法就可以得到准确的信用卡账号。 单向加密刚好相反，只能对数据进行加密，也就是说，没有办法对加密以后的数据进行解密。这有什么用处？在实际中的一个应用就是数据库中的用户信息加密，当用户创建一个新的账号或者密码，他的信息不是直接保存到数据库，而是经过一次加密以后再保存，这样，即使这些信息被泄露，也不能立即理解这些信息的真正含义。 MD5就是采用单向加密的加密算法，对于MD5而言，有两个特性是很重要的，第一是任意两段明文数据，加密以后的密文不能是相同的；第二是任意一段明文数据，经过加密以后，其结果必须永远是不变的。前者的意思是不可能有任意两段明文加密以后得到相同的密文，后者的意思是如果我们加密特定的数据，得到的密文一定是相同的。不可恢复性是MD5算法的最大特点。 实验步骤- MD5加密与破解： 1，运行MD5Verify.exe，输入加密内容‘姓名（英字）’，生成MD5密文；
AES算法加解密原理及安全性分析
AES算法加解密原理及安全性分析 刘帅卿 一、AES算法简介 AES算法是高级加密标准算法的简称，其英文名称为Advanced Encryption Standard。该加密标准的出现是因为随着对称密码的发展,以前使用的DES（Data Encryption Standard数据加密标准）算法由于密钥长度较小(56位),已经不适应当今数据加密安全性的要求，因此后来由Joan Daeman和Vincent Rijmen提交的Rijndael算法被提议为AES的最终算法。 AES是一个迭代的、对称密钥分组的密码，它可以使用128、192和256位密钥，并且用128位(16字节)分组加密和解密数据。与公共密钥密码使用密钥对不同，对称密钥密码使用相同的密钥加密和解密数据。通过分组密码返回的加密数据的位数与输入数据相同。迭代加密使用一个循环结构，在该循环中重复置换(permutations)和替换(substitutions)输入数据。加之算法本身复杂的加密过程使得该算法成为数据加密领域的主流。 二、AES算法的基本概念 1、有限域（GF） 由于AES算法中的所有运算都是在有限域当中进行的，所以在理解和实现该算法之前先得打好有限域这一基石才行。通常的数学运算都是在实数域中进行，而AES算法则是在有限域中进行，我们可以将有限域看成是有确定边界范围的正整数集合，在该集合当中，任意两个元素之间的运算结果都仍然落在该集合当中，也即满足运算封闭性。 那么如何才能保证这样的“有限性”（也即封闭性）呢？ GF（2w）被称之为伽罗华域，是有限域的典型代表。随着w（=4,8,16,…）的取值不同所形成的有限域范围也不同。AES算法中引入了GF域当中对数学运算的基本定义：将两数的加减法定义为两者的异或运算；将两数的乘法定义为多
数据加密技术分析及应用_郭敏杰
第21卷第5期2005年10月 赤峰学院学报(自然科学版) Journal of Chifeng College(Natural Science Edition) Vol.21No.5 Oct.2005数据加密技术分析及应用 郭敏杰 (内蒙古伊泰丹龙药业有限责任公司,内蒙古 赤峰 024000) 摘 要:数据加密技术是实现网络安全的关键技术之一.本文系统地介绍了当前广泛使用的几种数据加密技术:对称密钥加密、公开密钥加密以及混合式加密,对它们进行了客观上的分析并介绍了在网络及其他方面的应用状况. 关键词:数据加密;密钥;网络安全 中图分类号:TP309.7文献标识码:A文章编号:1673-260X(2005)05-0041-01 伴随微机的发展与应用,数据的安全越来越受到高度的重视.数据加密技术就是用来保证信息安全的基本技术之一.数据加密实质是一种数据形式的变换,把数据和信息(称为明文)变换成难以识别和理解的密文并进行传输,同时在接收方进行相应的逆变换(称为解密),从密文中还原出明文,以供本地的信息处理系统使用.加密和解密过程组成为加密系统,明文和密文统称为报文. 1 对称密钥加密算法 对称式密钥加密技术是指加密和解密均采用同一把秘密钥匙,而且通信双方必须都要获得这把钥匙,并保持钥匙的秘密.当给对方发信息时,用自己的加密密钥进行加密,而在接收方收到数据后,用对方所给的密钥进行解密. 对称密钥加密有许多种算法,但所有这些算法都有一个共同的目的———以可还原的方式将明文(未加密的数据)转换为暗文.暗文使用加密密钥编码,对于没有解密密钥的任何人来说它都是没有意义的.由于对称密钥加密在加密和解密时使用相同的密钥,所以这种加密过程的安全性取决于是否有未经授权的人获得了对称密钥.这就是它为什么也叫做机密密钥加密的原因.希望使用对称密钥加密通信的双方,在交换加密数据之前必须先安全地交换密钥. 加密算法中最简单的一种就是“置换表”算法,这种算法也能很好达到加密的需要.每一个数据段(总是一个字节)对应着“置换表”中的一个偏移量,偏移量所对应的值就输出成为加密后的文件.加密程序和解密程序都需要一个这样的“置换表”.事实上,80×86cpu系列就有一个指令`xlat'在硬件级来完成这样的工作.这种加密算法比较简单,加密解密速度都很快,但是一旦这个“置换表”被对方获得,那这个加密方案就完全被识破了.更进一步讲,这种加密算法对于黑客破译来讲是相当直接的,只要找到一个“置换表”就可以了.这种方法在计算机出现之前就己经被广泛的使用. 对这种“置换表”方式的一个改进就是使用2个或者更多的“置换表”,这些表都是基于数据流中字节的位置的,或者基于数据流本身.这时,破译变的更加困难,因为黑客必须正确地做几次变换.通过使用更多的“置换表”,并且按伪随机的方式使用每个表,这种改进的加密方法已经变的很难破译. 2 基于公钥的加密算法 基于公钥的加密算法有两种方式:对称密钥算法和非对称密钥算法.所谓对称密钥加密方法中,对信息的加密和解密都使用相同的密钥,或者可以从一个密钥推导出另一个密钥,而且通信双方都要获得密钥并保持密钥的秘密.当需要对方发送信息时,用自己的加密密钥进行加密,而在接受方收到数据后,用对方所给的密钥进行解密. 非对称密钥算法就是加密解密使用不同的密钥.这种算法的基本原理是利用两个很大的质数相乘所产生的乘积来加密,这两个质数无论哪个先与原文件编码相乘、对文件加密,均可由另一个质数再相乘来解密,但要用一个质数来求出另一个质数则是十分困难的. 非常著名的pgp公钥加密以及rsa加密方法都是非对称加密算法. 3 对称密钥和公钥相结合的加密技术 根据对称密钥和公钥加密特点,在实际应用中将二者相结合,即使用DES/IDE A和RSA结合使用.首先发信者使用DES/IDEA算法用对称钥将明文原信息加密获得密文,然后使用接受的RSA公开钥将对称钥加密获得加密的DES或IDE A密钥,将密文和密钥一起通过网络传送给接收者.接受方接受到密文信息后,先用自己的密钥解密而获得DES或IDEA密钥,再用这个密钥将密文解密而后获得明文原信息.由此起到了对明文信息保密作用. 4 加密技术的应用及发展 随着网络互联技术的发展,信息安全必须系统地从体系结构上加以考虑.ORI(开放系统互联)参考模型的七 (下转第44页) · 41 · DOI:10.13398/https://www.360docs.net/doc/4010988691.html, ki.issn1673-260x.2005.05.024
凯撒密码的加密和解密
关于凯撒密码的实现原理 班级：姓名：学号：指导老师： 一、设计要求说明 1、设计一个凯撒密码的加密和解密的程序，要求输入一段字符和密码，输出相应的密文，完成加密过程； 若输入被加密的密文及解密密钥，能还原出原文，完成解密。 2、语言不限，工具不限，独立完成，参加答辩。 3、严格按照格式的要求完成文档，在第六部分的运行结果分析中，要求抓图说明。 二、基础知识介绍 凯撒密码的历史 凯撒密码（caeser）是罗马扩张时期朱利斯?凯撒（Julius Caesar）创造的，用于加密通过信使传递的作战命令。它将字母表中的字母移动一定位置而实现加密。 古罗马随笔作家修托尼厄斯在他的作品中披露，凯撒常用一种“密表”给他的朋友写信。这里所说的密表，在密码学上称为“凯撒密表”。用现代的眼光看，凯撒密表是一种相当简单的加密变换，就是把明文中的每一个字母用它在字母表上位置后面的第三个字母代替。古罗马文字就是现在所称的拉丁文，其字母就是我们从英语中熟知的那26个拉丁字母。因此，凯撒密表就是用d代a，用e代b，……，用z代w。这些代替规则也可用一张表格来表示,所以叫“密表”。 基本原理 在密码学中存在着各种各样的置换方式，但所有不同的置换方式都包含2个相同的元素。密钥和协议(算法)。凯撒密码的密钥是3，算法是将普通字母表中的字母用密钥对应的字母替换。置换加密的优点就在于它易于实施却难于破解. 发送方和接收方很容易事先商量好一个密钥，然后通过密钥从明文中生成密文，即是敌人若获取密文，通过密文直接猜测其代表的意义，在实践中是不可能的。 凯撒密码的加密算法极其简单。其加密过程如下： 在这里，我们做此约定：明文记为m，密文记为c，加密变换记为E(k1,m)（其中k1为密钥），解密变换记为D(k2,m)（k2为解密密钥）（在这里k1=k2,不妨记为k）。凯撒密码的加密过程可记为如下一个变换：c≡m+k mod n （其中n为基本字符个数） 同样，解密过程可表示为： m≡c+k mod n （其中n为基本字符个数） 对于计算机而言，n可取256或128，m、k、c均为一个8bit的二进制数。显然，这种加密算法极不安全，即使采用穷举法，最多也只要255次即可破译。当然，究其本身而言，仍然是一个单表置换，因此，频率分析法对其仍是有效的。 加密解密算法 恺撒密码的替换方法是通过排列明文和密文字母表，密文字母表示通过将明文字母表向左或向右移动一个固定数目的位置。例如，当偏移量是左移3的时候（解密时的密钥就是3）： 明文字母表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 密文字母表：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC 使用时，加密者查找明文字母表中需要加密的消息中的每一个字母所在位置，并且写下密文字母表中对应的字母。需要解密的人则根据事先已知的密钥反过来操作，得到原来的明文。例如： 明文：THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG 密文：WKH TXLFN EURZQ IRA MXPSV RYHU WKH ODCB GRJ 恺撒密码的加密、解密方法还能够通过同余数的数学方法进行计算。首先将字母用数字代替，A=0，B=1，...，Z=25。此时偏移量为n的加密方法即为：
实现加密解密程序
目录 一.摘要 (1) 二.网络安全简 (2) 安全技术手段 (3) 三.现代密码技术分类 (3) 1．对称密码体制 (4) 2．非对称密码体制 (4) 四．RSA加密解密体制 (5) 1．RSA公钥密码体制概述 (5) 2．RSA公钥密码体制的安全性 (6) 3．RSA算法工作原理 (6) 五.实现RSA加密解密算法 (7) 六．RSA的安全性 (11) 七．结语 (13)
实现加密解密程序 摘要：随着计算机网络的广泛应用，网络信息安全的重要性也日渐突出，计算机信息的保密问题显得越来越重要，无论是个人信息通信还是电子商务发展，都迫切需要保证Internet网上信息传输的安全，需要保证信息安全；网络安全也已经成为国家、国防及国民经济的重要组成部分。密码技术是保护信息安全的最主要手段之一。使用密码技术可以防止信息被篡改、伪造和假冒。加密算法：将普通信息（明文）转换成难以理解的资料（密文）的过程；解密算法则是其相反的过程：由密文转换回明文；密码机包含了这两种算法，一般加密即同时指称加密与解密的技术。 关键字：密码技术、加密算法、解密算法、密码机、RSA 正文 一、网络安全简介 网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。网络安全从其本质上来讲就是网络上的信息安全。从广义来说，凡是涉及到网络上信息的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论都是网络安全的研究领域。网络安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科。 网络安全的具体含义会随着“角度”的变化而变化。比如：从用户（个人、企业等）的角度来说，他们希望涉及个人隐私或商业利益的信息在网络上传输时受到机密性、完整性和真实性的保护，避免其他人或对手利用窃听、冒充、篡改、抵赖等手段侵犯用户的利益和隐私。 二、安全技术手段
常见硬盘加密解密的几种方法解析
常见硬盘加密解密的几种方法解析 一、修改硬盘分区表信息 硬盘分区表信息对硬盘的启动至关重要，假设找不到有效的分区表，将不能从硬盘启动或即使从软盘启动也找不到硬盘。素日，第一个分区表项的第0子节为80H，透露显示C 盘为活动DOS分区，硬盘能否自举就依*它。若将该字节改为00H，则不能从硬盘启动，但从软盘启动后，硬盘仍然可以接见。分区表的第4字节是分区类型标志，第一分区的此处素日为06H，透露显示C盘为活动DOS分区，若对第一分区的此处中止批改可对硬盘起到一定加密浸染。 详细表现为： 1.若将该字节改为0，则透露显示该分区未运用，当然不能再从C盘启动了。从软盘启动后，原来的C盘不见了，你看到的C盘是原来的D盘，D盘是原来的E盘，依此类推。 2.若将此处字节改为05H，则不但不能从硬盘启动，即使从软盘启动，硬盘的每个逻辑盘都弗成接见，多么等于整个硬盘被加密了。另外，硬盘主指导记录的有效标志是该扇区的最后两字节为55AAH。若将这两字节变为0，也可以完成对整个硬盘加锁而不能被接见。硬盘分区表在物理0柱面0磁头1扇区，可以用Norton for Win95中的Diskedit直接将该扇区调出并批改后存盘。或者在Debug下用INT 13H的02H子功用将0柱面0磁头1扇区读到内存，在响应位置中止批改，再用INT 13H的03H子功用写入0柱面0磁头1扇区就可以了。
上面的加密措置，对通俗用户来讲已足够了。但对有阅历的用户，即使硬盘弗成接见，也可以用INT 13H的02H子功用将0柱面0磁头1扇区读出，根据阅历将响应位置数据中止批改，可以完成对硬盘解锁，因为这些位置的数据素日是固定的或有限的几种景遇。另外一种保险但显得笨拙的方法是将硬盘的分区表项备份起来，然后将其悉数变为0，多么别人由于不知道分区信息，就无法对硬盘解锁和接见硬盘了。 二、对硬盘启动加口令 我们知道，在CMOS中可以设置系统口令，使非法用户无法启动比赛争论机，当然也就无法运用硬盘了。但这并未真正锁住硬盘，因为只需将硬盘挂在其他比赛争论机上，硬盘上的数据和软件仍可运用。要对硬盘启动加口令，可以首先将硬盘0柱面0磁头1扇区的主指导记录和分区信息都储存在硬盘并不运用的隐含扇区，比如0柱面0磁头3扇区。然后用Debug重写一个不超越512字节的轨范(理论上100多字节足矣)装载到硬盘0柱面0磁头1扇区。该轨范的功用是执行它时首先需求输进口令，若口令纰谬则进入死轮回;若口令正确则读取硬盘上存有主指导记录和分区信息的隐含扇区(0柱面0磁头3扇区)，并转去执行主指导记录。 由于硬盘启动时首先是BIOS调用自举轨范INT 19H将主硬盘的0柱面0磁头1扇区的主指导记录读入内存0000：7C00H处执行，而我们曾经偷梁换柱，将0柱面0磁头1扇区变为我们自己设计的轨范。多么从硬盘启动时，首先执行的不是主指导轨范，而是我们设计的轨范。在执行我们设计的轨范时，口令若纰谬则无法继续执行，也就无法启动了。即使从软盘启动，由于0柱面0磁头1扇区不再有分区信息，硬盘也不能被接见了。当然还可以将我们设计的轨范像病毒一样，将个中一部分驻留在高端内存，看守INT 13H的运用，防止0柱面0磁头1扇区被改写。