對稱加密演算法DES原理及實現

des加密演算法，為對稱加密演算法中的一種。70年代初由ibm研發，後2023年被美國國家標準局採納為資料加密標準，即des全稱的由來：data encryption standard。對稱加密演算法，是相對於非對稱加密演算法而言的。兩者區別在於，對稱加密在加密和解密時使用同一金鑰，而非對稱加密在加密和解密時使用不同的金鑰，即公鑰和私鑰。常見的des、3des、aes均為對稱加密演算法，而rsa、橢圓曲線加密演算法，均為非對稱加密演算法。

des是以64位元的明文為乙個單位來進行加密的，超過64位元的資料，要求按固定的64位元的大小分組，分組有很多模式，後續單獨總結，暫時先介紹des加密演算法。des使用的金鑰長度為64位元，但由於每隔7個位元設定乙個奇偶校驗位，因此其金鑰長度實際為56位元。奇偶校驗為最簡單的錯誤檢測碼，即根據一組二進位制**中1的個數是奇數或偶數來檢測錯誤。

des的基本結構，由ibm公司的horst feistel設計，因此稱feistel網路。在feistel網路中，加密的每個步驟稱為輪，經過初始置換後的64位明文，進行了16輪feistel輪的加密過程，最後經過終結置換後形成最終的64位密文。如下為feistel網路的示意圖：

64位明文被分為左、右兩部分處理，右側資料和子金鑰經過輪函式f生成用於加密左側資料的位元序列，與左側資料異或運算，運算結果輸出為加密後的左側，右側資料則直接輸出為右側。

其中子金鑰為本輪加密使用的金鑰，每次feistel均使用不同的子金鑰。子金鑰的計算，以及輪函式的細節，稍後下文介紹。由於一次feistel輪並不會加密右側，因此需要將上一輪輸出後的左右兩側對調後，重複feistel輪的過程，des演算法共計進行16次feistel輪，最後一輪輸出後左右兩側無需對調。

des加密和解密的過程一致，均使用feistel網路實現，區別僅在於解密時，密文作為輸入，並逆序使用子金鑰。

在使用des加密前，需要自己實現對明文的補碼和去碼操作

補碼

//實現pkcs5padding補碼

func pkcs5padding(ciphertxt byte, blocksize int) byte , padding)
//拼接原文與補碼
return bytetxt
}

//pkcs5unpadding 去碼

func pkcs5unpadding(ciphertxt byte) byte 

// key 必須為8位

func endesencrypt (origdata byte, key byte) byte 

func dedescriypt(cript byte, key byte) byte

func main()

加密的結果： 935ae7ca3229f6c707bb9de9db9693c7

解密後的結果為: hello world

func encrypt(key string, data byte) byte 

// 對明文進行補碼
var pad = pkcs5padding(data, len(key))
//通過加法，實現簡單加密
for i := 0;i解密
func decrypt(ciphertxt byte,key string) byte {
fmt.println("???",ciphertxt)
//計算key的總和
var sum =0
for i:=0;ides是乙個經典的對稱加密演算法，但也缺陷明顯，即56位的金鑰安全性不足，已被證實可以在短時間內破解。為解決此問題，出現了3des，也稱triple des，3des為des向aes過渡的加密演算法，它使用3條56位的金鑰對資料進行三次加密。為了相容普通的des，3des並沒有直接使用加密->加密->加密
的方式，而是採用了加密->解密->加密的方式。
當三重金鑰均相同時，前兩步相互抵消，相當於僅實現了一次加密，因此可實現對普通des加密演算法的相容。
3des解密過程，與加密過程相反，即逆序使用金鑰。是以金鑰3、金鑰2、金鑰1的順序執行解密->加密->解密。
相比des，3des因金鑰長度變長，安全性有所提高，但其處理速度不高。因此又出現了aes加密演算法，aes較於3des速度更快、安全性更高。

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