对称加密算法
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。
对称加密算法名词解释
对称加密算法名词解释对称加密算法名词解释信息安全在现代社会中变得越来越重要，随着信息的快速传输和存储，传统的安全措施已经无法满足日益增长的安全需求。
对称加密算法是一种常见的加密技术，本文将对对称加密算法进行详细的解释和分类。
一、对称加密算法的定义对称加密算法是指加密和解密使用同样的密钥进行的算法，主要有以下几个特点：1. 加密速度快，适用于大规模的数据加密。
2. 容易实现并且效率高，可以在已知密钥的情况下进行解密。
3. 安全性依赖于密钥的保密性，密钥泄漏后会导致加密数据的暴露。
二、对称加密算法的分类1. 分组密码分组密码是对称加密算法中的一类，指的是把明文按照一定的块长进行分组，并且对每个块进行加密的算法。
常用的分组密码算法有DES、3DES、AES等。
DES是数据加密标准，使用56位的密钥对64位的数据进行加密，加密速度非常快，但是安全性较低，易受到暴力破解攻击。
3DES是DES的增强版，使用两个或者三个密钥对数据进行三次加密，增强了安全性。
AES是高级加密标准，使用128位、192位或256位的密钥对数据进行加密，安全性高，密钥长度越长，加密强度越高。
2. 流密码流密码是对称加密算法中的另一类，指的是数据按照位进行分组，并且对每个位进行加密操作的算法。
常用的流密码算法有RC4、Salsa20等。
RC4是最常用的流密码算法之一，具有快速加密和解密以及简洁的代码特点。
但是RC4被发现存在多个安全漏洞，不再被推荐使用。
Salsa20是流密码中比较新的算法，安全性强，速度快，适用于大规模数据的加密。
三、对称加密算法的应用对称加密算法是保证网络安全的重要手段，广泛应用于以下领域：1. 数据库加密：对数据库的敏感信息进行加密保护，防止数据库被非法访问。
2. 传输加密：加密通信的内容，防止通信过程中信息被拦截篡改。
3. 硬盘加密：对硬盘内容进行加密，防止窃取电脑硬盘数据。
四、总结对称加密算法是一种常见的加密技术，分为分组密码和流密码两种类型。
国密对称算法
国密对称算法摘要：一、国密对称算法简介1.算法背景2.算法特点3.应用领域二、国密对称算法的发展历程1.算法起源2.算法发展阶段3.算法国际地位三、国密对称算法的应用案例1.金融领域2.通信领域3.其它领域四、国密对称算法的优势与挑战1.优势a.安全性高b.性能优越c.自主研发2.挑战a.算法普及程度b.面临的国际竞争c.持续创新正文：国密对称算法是我国自主研发的一种加密算法，具有安全性高、性能优越等特点，广泛应用于金融、通信等领域。
一、国密对称算法简介国密对称算法，全称为国家密码管理局发布的对称加密算法。
该算法基于对称加密技术，利用密钥对数据进行加密和解密。
国密对称算法在我国具有权威性，被认为是一种重要的国家信息安全保障技术。
1.算法背景随着信息技术的飞速发展，信息安全已成为国家安全的重要组成部分。
我国政府高度重视密码技术研究和发展，国密对称算法就是在这样的背景下应运而生。
2.算法特点国密对称算法具有以下特点：a.安全性高：采用先进的加密技术，确保数据在传输过程中的安全性。
b.性能优越：相较于传统加密算法，国密对称算法在加解密速度上有明显优势。
c.应用广泛：适用于各种场景，包括金融、通信、政务等领域。
3.应用领域国密对称算法在我国金融、通信等领域具有广泛的应用。
在金融领域，国密对称算法被用于网上银行、第三方支付等业务的数据保护；在通信领域，国密对称算法被用于保障用户通话、短信等通信数据的安全。
二、国密对称算法的发展历程1.算法起源国密对称算法的研发始于上世纪90年代，经过多年的研究和发展，已经成为我国密码领域的代表性成果之一。
2.算法发展阶段国密对称算法的发展经历了几个阶段，包括算法设计、安全性证明、标准化等。
在不断的完善和优化中，算法的安全性和性能得到了显著提高。
3.算法国际地位国密对称算法在国际上享有较高的声誉，被认为是一种先进的加密算法。
我国政府积极推广国密对称算法，希望在全球范围内提高我国密码技术的国际竞争力。
常用加解密算法
常用加解密算法
加解密算法是一种对数据进行保护的方法，常用于网络通信、存储数据等场景中。
本文将介绍常用的加解密算法及其特点。
1. 对称加密算法
对称加密算法是一种加密和解密使用相同密钥的算法。
常见的对称加密算法包括DES、AES、RC4等。
其优点是计算速度快，适用于大量数据的加密和解密。
但是，密钥需要在通信双方之间共享，一旦密钥泄露，数据就会被攻击者窃取。
2. 非对称加密算法
非对称加密算法使用两个密钥，一个用于加密，另一个用于解密。
公钥可以公开发布，私钥只能由密钥生成者持有。
常见的非对称加密算法包括RSA、ECC等。
其优点是安全性高，密钥不需共享，但计算
速度较慢，不适用于大量数据的加密和解密。
3. 哈希算法
哈希算法是一种将任意长度的消息压缩成固定长度摘要的算法，常用于验证数据的完整性和一致性。
常见的哈希算法包括MD5、SHA-1、SHA-256等。
哈希算法的优点是安全性高，不可逆，但无法还原原始数据。
4. 对称加密与非对称加密结合
对称加密与非对称加密结合可以兼顾速度和安全性。
其流程如下：使用非对称加密算法加密对称密钥，并将加密后的对称密钥发送给通信对方；通信对方使用非对称密钥解密对称密钥，并使用对称加密算
法加密数据。
这样，即兼顾了对称加密算法的速度和非对称加密算法的安全性。
常见的结合算法包括RSA、AES等。
总之，不同的加解密算法有各自的特点和优缺点，需要根据实际需求选择合适的算法。
同时，加解密算法需要谨慎使用，密钥保密性极其重要。
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。
加密算法原理
加密算法原理
加密算法是一种对数据进行加密的技术，其原理是通过一定的数学方法和算法，将明文转换为密文，以保护数据的安全性和保密性。
常见的加密算法有对称加密算法和非对称加密算法两种。
1. 对称加密算法原理
对称加密算法是一种使用相同密钥进行加密和解密的算法，其原理是将明文和密钥通过特定的算法进行混合和变换，生成密文。
对称加密算法的特点是加密和解密速度快，但密钥的传输和管理相对较为困难。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
2. 非对称加密算法原理
非对称加密算法是一种使用不同密钥进行加密和解密的算法，其原理是将明文通过公钥进行加密，再通过私钥进行解密，或者将明文通过私钥进行签名，再通过公钥进行验证。
非对称加密算法的特点是密钥管理相对简单，但加密和解密速度较慢。
常见的非对称加密算法有RSA、DSA等。
加密算法的安全性取决于密钥的保护和管理。
如果密钥泄露，加密算法就会失去保密性。
因此，在使用加密算法时，应注意密钥的保护和管理，避免将密钥暴露给不可信的第三方。
同时，还应定期更换密钥，以提高加密算法的安全性。
对称密匙算法
对称密匙算法
对称密匙算法是一种加密算法，也称为对称加密算法。
与公钥加密算法不同，对称密匙算法使用相同的密钥来加密和解密数据。
因此，对称密匙算法速度较快，但不够安全，容易被破解。
对称密匙算法的基本原理就是将明文通过密钥进行加密，得到密文，然后通过相同的密钥进行解密，将密文还原成明文。
常见的对称密钥算法有DES、3DES、AES等。
DES是一种比较早的对称密钥算法，使用56位密钥进行加密。
尽管DES可以提供一定程度的安全性，但随着计算机技术的发展，破解DES密钥的难度逐渐降低，因此，DES已经被AES所取代。
AES是一种比较新的对称密钥算法，使用128、192或256位密钥进行加密。
AES算法的密钥长度更长，加密强度更高，因此更安全。
尽管AES比DES算法慢一些，但仍然可以提供较快的加密速度。
在使用对称密钥算法时，保护密钥的安全性非常重要。
如果密钥被泄露，加密的数据将没有保护的价值。
因此，必须采取措施确保密钥的机密性。
典型的方法是使用密钥协商算法，以动态方式生成并交换密钥。
另外，还可以使用密钥派生算法来生成一系列相关的密钥，以增
强安全性。
总体而言，对称密钥算法是一种非常重要的加密算法。
尽管其安全性存在一定的弱点，但仍然可以提供效率和安全性的平衡。
在使用对称密钥算法时，必须注意保护密钥的机密性，以避免数据和系统被攻击者窃取或破坏。
对称加密算法的四种模式以及优缺点
对称加密算法的四种模式以及优缺点
对称算法使用一个密钥，给定一个明文和一个密钥，加密产生密文，其长度和明文大致相同，解密时，使用读密钥与加密密钥相同。
常见的对称加密算法有DES、3DES、AES、Blowfish、IDEA、RC5、RC6。
对称加密优缺点
优点：计算量小、加密效率高，与公钥加密相比运算速度快。
缺点：不能作为身份验证，密钥发放困难，安全性得不到保证。
对称加密的四种工作模式
1、电子密码本模式Electronic Code Book(ECB)
这种模式是最早采用和最简单的模式，它将加密的数据分成若干组，每组的大小跟加密密钥长度相同，然后每组都用相同的密钥进行加密。
要点：数据分组，每组长度与密钥长度相同，每组分别加密，适用加密小消息
优点:算法简单，有利于并行计算，且误差不会被传送；
缺点:电子编码薄模式用一个密钥加密消息的所有块，如果原消息中重复明文块，则加密消息中的相应密文块也会重复，容易对明文进行主动的攻击。
所以，电子编码薄模式适于加密小消息。
2、加密块链模式Cipher Block Chaining(CBC)
CBC 模式的加密首先也是将明文分成固定长度的块，然后将前面一个加密块输出的密文与下一个要加密的明文块进行异或操作，将计算的结果再用密钥进行加密得到密文。
第一明文块加密的时候，因为前面没有加密的密文，所以需要一个初始化向量。
跟ECB 方式不一样，通过连接关系，使得密文跟明文不再是一一对应的关系，破解起来更困难，而且克服了只要简单调换密文块可能达到目的的攻击。
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其他对称分块加密
IDEA Blowfish RC5
课后作业
在C++环境下如何实现密码算法,并作较详细 的介绍.
对称加密算法
赵青松
南京农业大学信息学院
目录
1. 2. 3. 4.
数据加密标准 三重DES 三重 高级加密标准 其他对称分块加密
数据加密标准
（Data Encryption Standard,DES)
背景
发明人：美国 发明人：美国IBM公司 W. Tuchman 和 C. Meyer 公司 1971-1972年研制成功 年研制成功 基础： 年美国Horst Feistel提出的理论 基础：1967年美国 年美国 提出的理论 产生：美国国家标准局（ 月到1974年8月两次发布通告， 月两次发布通告， 产生：美国国家标准局（NBS)1973年5月到 年 月到 年 月两次发布通告 公开征求用于电子计算机的加密算法。 公开征求用于电子计算机的加密算法。经评选从一大批算法中采纳 了IBM的LUCIFER方案 的 方案 标准化： 算法1975年3月公开发表，1977年1月15日由美国国家标 月公开发表， 标准化：DES算法 算法 年 月公开发表 年 月 日由美国国家标 准局颁布为数据加密标准（ ），于 准局颁布为数据加密标准（Data Encryption Standard），于 ）， 1977年7月15日生效 年 月 日生效
AES 算法的一般描述
Rijndael简介
不属于Feistel结构 加密、解密相似但不对称 支持128/32=4Nb数据块大小 支持128/192/256(/32=Nk)密钥长度 有较好的数学理论作为基础 结构简单、速度快
AES参数 参数
目录
1. 2. 3. 4.
数据加密标准 三重DES 三重 高级加密标准 其他对称分块加密
DES密钥长度 密钥长度
在CRYPTO’93上，Session和Wiener给出了一个非常详细 上 和 给出了一个非常详细 的密钥搜索机器的设计方案， 的密钥搜索机器的设计方案，这个机器基于并行运算的密 钥搜索芯片，所以 次加密能同时完成 花费10万美元， 次加密能同时完成。 钥搜索芯片，所以16次加密能同时完成。花费 万美元， 平均用1.5天左右就可找到 平均用 天左右就可找到DES密钥 天左右就可找到 密钥 美国克罗拉多洲的程序员Verser从1997年2月18日起，用了 从 日起， 美国克罗拉多洲的程序员 年 日起 96天时间，在Internet上数万名志愿者的协同工作下，成功 天时间， 上数万名志愿者的协同工作下， 天时间 上数万名志愿者的协同工作下 地找到了DES的密钥，赢得了悬赏的1万美元 的密钥，赢得了悬赏的 万美元 地找到了 的密钥
破译DES 破译
1990年 以色列密码学家Eli Biham和 Shamir提出了差 1990年，以色列密码学家Eli Biham和Adi Shamir提出了差 分密码分析法，可对DES进行选择明文攻击 分密码分析法，可对DES进行选择明文攻击 DES 线性密码分析比差分密码分析更有效
目录
1. 2. ห้องสมุดไป่ตู้. 4.
DES概述 概述
分组加密算法：明文和密文为 位分组长度 分组加密算法：明文和密文为64位分组长度 对称算法：加密和解密除密钥编排不同外， 对称算法：加密和解密除密钥编排不同外，使用同一 算法 密钥长度： 位 密钥长度：56位 采用混乱和扩散的组合，每个组合先替代后置换， 采用混乱和扩散的组合，每个组合先替代后置换，共 16轮 轮 只使用了标准的算术和逻辑运算， 只使用了标准的算术和逻辑运算，易于实现
背景
美国国家安全局（ 美国国家安全局（NSA, National Security Agency)参与了 参与了 美国国家标准局制定数据加密标准的过程。 接受了NSA 美国国家标准局制定数据加密标准的过程。NBS接受了 接受了 的某些建议，对算法做了修改，并将密钥长度从LUCIFER方 的某些建议，对算法做了修改，并将密钥长度从 方 案中的128位压缩到 位 位压缩到56位 案中的 位压缩到 1979年，美国银行协会批准使用DES 年 美国银行协会批准使用 1980年，DES成为美国标准化协会 年 成为美国标准化协会(ANSI)标准 标准 成为美国标准化协会 1984年2月，ISO成立的数据加密技术委员会 年 月 成立的数据加密技术委员会(SC20)在DES 成立的数据加密技术委员会 在 基础上制定数据加密的国际标准工作
DES密钥长度 密钥长度
1998年 月电子前沿基金会（EFF）使用一台25万美圆的电 1998年7月电子前沿基金会（EFF）使用一台25万美圆的电 25 脑在56小时内破译了56比特密钥的DES 脑在56小时内破译了56比特密钥的DES 56小时内破译了56比特密钥的 1999年1月RSA数据安全会议期间，电子前沿基金会用22小 1999年 RSA数据安全会议期间，电子前沿基金会用22小 数据安全会议期间 22 时15分钟就宣告破解了一个DES的密钥 15分钟就宣告破解了一个DES的密钥 分钟就宣告破解了一个DES
DES加密算法的一般描述 加密算法的一般描述
DES的安全性 的安全性
DES密钥长度 密钥长度
关于DES算法的另一个最有争议的问题就是担心实际 算法的另一个最有争议的问题就是担心实际 关于 56比特的密钥长度不足以抵御穷举式攻击，因为密钥 比特的密钥长度不足以抵御穷举式攻击， 比特的密钥长度不足以抵御穷举式攻击 量只有 2 56 ≈ 1017 个 早在1977年，Diffie和Hellman已建议制造一个每秒能 年 早在 和 已建议制造一个每秒能 测试100万个密钥的VLSI芯片。每秒测试100万个密钥 芯片。 100万个密钥 测试100万个密钥的 100万个密钥的 芯片 每秒测试100 的机器大约需要一天就可以搜索整个密钥空间。 的机器大约需要一天就可以搜索整个密钥空间。他们 估计制造这样的机器大约需要2000万美元 万 估计制造这样的机器大约需要
数据加密标准 三重DES 三重 高级加密标准 其他对称分块加密
三重DES 三重
C-密文 P-明文 EK (X)-用密钥K加密 X DK(Y)-用密钥K解密Y C=EK3(DK2(EK1(P))) ⇔ P=DK1(EK2( DK3(C)))
三重DES 三重
目录
1. 2. 3. 4.
数据加密标准 三重DES 三重 高级加密标准 其他对称分块加密
AES的设计原则 的设计原则
能抵抗所有已知的攻击； 能抵抗所有已知的攻击； 在各种平台上易于实现，速度快； 在各种平台上易于实现，速度快； 设计简单。 设计简单。 Rijndael是一个分组密码算法，其分组长 是一个分组密码算法， 是一个分组密码算法 度和密钥长度相互独立，都可以改变。 度和密钥长度相互独立，都可以改变。
AES的起源 的起源
1997年9月，NIST征集 年 月 征集AES方案，以替代 方案， 征集 方案 以替代DES。 。 1999年8月，以下 个方案成为最终候选方案： 个方案成为最终候选方案： 年 月 以下5个方案成为最终候选方案 MARS, RC6, Rijndael, Serpent, Twofish。 Twofish。 2000年10月，由比利时的 年 月 由比利时的Joan Daemen和 和 Vincent Rijmen提出的算法最终胜出。 提出的算法最终胜出。 提出的算法最终胜出 读成Rain Doll。） （ Rijndael 读成 。） http://www.esat.kuleuven.ac.be/~rijmen/ rijndael/