前一篇文章【密碼學02
】密碼系統原理及數學背景
提到了密碼演算法。每個密碼演算法都基於相應的數學理論。密碼學發展至今，已經產生了大量優秀的密碼演算法，通常分為兩類：對稱密碼演算法和非對稱密碼演算法。
對稱密碼演算法是指有了加密金鑰就可以推算出解密金鑰，有了解密金鑰就可以推算出加密金鑰的的演算法。還是用公式表示比較簡潔：
ek1(p)
= cdk2(c)
= p其中e為加密演算法，d為解密演算法，p為明文，c為密文，k1為加密金鑰，k2為解密金鑰。在對稱密碼演算法中，有了k1，就可以推算出k2，而有了k2，也可以推算出k1。實際應用的大多數對稱密碼演算法中，k1與k2相同。因此對稱密碼演算法的加密與解密關係如下：
ek(p)
= cdk(c)
= p加密與解密都使用金鑰k。
之所以叫對稱加密演算法，就是加密與解密的金鑰相同。
常見的對稱密碼演算法有以下這些：
1) des
，資料加密標準。由ibm於2023年代開發。des演算法使用的金鑰長度表示為64位(bit)，但每個第8為都用作奇偶校驗，所以對於使用者而言，金鑰長度是56位。des將訊息分成64位長的分組，一次加密乙個分組，最後乙個分組如果不滿64位，需要按照某種策略填滿64位，如下圖所示。
des由於金鑰太短，而且金鑰空間中存在弱金鑰，因此現在已經不再安全了。2023年史丹福大學的兩位密碼學大師diffie和helman設計了一台機器，只要給定一小段明文和匹配的密文，一天之內即可推算出金鑰。
2) 三重des，des的增強版本。如下圖所示，還是利用des密碼演算法，但是利用三次，加密過程為「加密-解密-加密」，解密過程為「解密-加密-解密」。
用公式可以表示為：
ek1(dk2(ek3(p))) = c
//加密dk1(ek2(dk3(c))) = p
//解密由於三次過程使用的金鑰不一樣，所以相當於增加了金鑰長度。實際應用中，k1和k3是相同的，也就是外層的兩次加密和兩次解密使用相同的金鑰。這樣，三重des的金鑰長度就相當於k1+k2的長度，即112位(des的金鑰長度為56位)。採用「加密-解密-加密」模式的理由是為了與des保持相容，只要設定k1=k2=k3，三重des不就和des一樣了嗎？只是多了兩道運算步驟而已。
三重des只是des的乙個變種，還有其它變種，例如desx、crypt(3)、gdes、rdes、sndes等等。
3) aes
，高階加密標準。也叫rijndael演算法，由兩位比利時密碼學家發明，參與了nist（美國標準和技術委員會）2023年組織的公開密碼學競賽，最終以優異的技術特性勝出成為加密標準。aes以前一篇文章提到的迦羅瓦域理論為數學基礎。aes也是分塊對資料加密，只是塊的長度並不像des那樣定死為64位。rijndael的金鑰長度可以從128位起以32位為間隔遞增到256位。
rijndael
演算法完全公開、安全性好、運算速度極快。如果取金鑰長度為128位，想用窮舉法破解金鑰，就算有一台內含1000億個處理器的計算機，並且每個處理器每秒處理100億個金鑰，也要執行100億年才能搜尋完整個金鑰空間。
4) 其它對稱密碼演算法，有idea、lucifer、madryga、newdes、feal、redoc、loki、rc2、mmb、gost、cast、blowfish、safer、3-way、rc5、等等，現在的密碼演算法真是太多了。idea是international data encryption algorithm（國際資料加密演算法）的縮寫，該演算法設計者是james massey和xuejia lai（來學嘉）博士。來學嘉是瑞士籍華人，2023年出生，西安電子科大的碩士畢業生。james massey是來學嘉的導師。
idea
演算法安全性比des好(和aes差不多)，能抵抗差分密碼分析的攻擊，而des不行。idea的加密速度比des快，加密資料速率可達到177mb/秒，也和aes差不多。
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