概述 炒鸡蛋与对称密码

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编码

计算机操作的对象并不是文字，而是由0和1排序成的比特序列。无论是文字、图像、声音、视频还是程序，在计算机中都是通过比特序列来表示的。
执行加密操作的程序，就是将表示明文的比特序列转换为表示密文的比特序列。
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XOR

XOR exclusiveor,在中文里叫做异或。

1个bit的XOR

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比特序列的XOR

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DES

什么是DES

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现在的DES已经能被暴力破解

DES的加密与解密

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DES每次只能加密64比特的数据，如果要加密的明文比较长，就需要对DES加密进行迭代，而迭代的具体方式就称为模式（mode）
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DES的结构

DES的基本结构是由Horst Feistel设计的，因此也称为Feistel网络、Feistel结构或者Feistel密码。这一结构不仅被用于DES，在其他很多密码算法中也有应用。
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图解

上方输入：“左侧”与“右侧”表示在Feistel网络中一轮的输入（明文）。他们被等分为左右两边。
下方输出：表示本轮的输出（密文）。左半部分为“加密后的左侧”，右半部分为“右侧”。
中间的“子秘钥”是指的本轮加密使用的秘钥。在Feistel网络中每一轮都需要使用一个不同的子秘钥。是一个局部秘钥（subkey）
轮函数的作用是根据“右侧”和子秘钥生成对“左侧”进行加密的比特序列，他是该密码系统的核心。将轮函数的输出与“左侧”进行XOR运算，输出的结果就是加密后的左侧。
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但是，只有左侧被加密了，所以我们需要使用不同的子秘钥对一轮的处理重复若干次，并在两轮处理之间将左侧和右侧的数据对调。
3轮加密只需要进行两次左右对调。对调只在两轮之间进行，最后一轮结束不进行对调。
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解密

将输出的加密结果与秘钥重新进行一次运算，即可还原明文。
XOR的特性，两个相同的数进行XOR的结果一定为0
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多伦的情况下也是一样，只需要按照想反的顺序使用子秘钥即可。
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DES的性质

1.轮数可以任意增加，无论运行多少轮的加密计算，都不会发生无法解密的情况。
2.加密时无论使用任何函数做为轮函数都可以正确解密。即便轮函数输出的结果不可逆也能成功的解密，所以轮函数可以被设计得任意复杂。
3.加密和解密可以用完全相同的结构来实现。

差分分析与线性分析

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三重DES

现在DES已经可以在现实时间内被暴力破解，因此需要一种替代DES分组密码，三重DES就是出于这个目的被开发出来的。

什么是三重DES

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三重DES的加密

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明文经过三次的DES处理，才能成为最后的密文，由于DES密钥的长度实际上是56bit,因此三重DES的密钥长度就是56x3=168bit。

三重DES并不是进行三次DES加密，而是加密->解密->加密。目的是为了让三重DES能够兼容普通的DES。
如果三重DES中所有的密钥都相同时，三重DES就等同于普通的DES。因为前两步 加密->解密。所以以前通过DES加密的密文，也可以通过这种方式用三重DES进行解密。也就是三重DES对DES具备向下的兼容性。
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三重DES的分类

DES-EDE2：如果密钥1和密钥3使用相同的密钥，而密钥2使用不同的密钥（也就是2个DES密钥），这种DES就成为DES-EDE2.EDE是表示的加密(Encryption) - 解密(Decryption) - 加密(Encryption)这个过程。
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DES-EDE3: 密钥 1、2、3全部使用不相同的密钥
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三重DES的解密

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AES

什么是AES

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Rijndael

什么是Rijndael

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Rijndael的加密与解密

Rijndael也是由多个轮构成的。
每轮分为4个步骤。
SubBytes —> ShiftRows —> MixColumns —>AddRoundKey 四个步骤。

Rijndael的输入为128bit。也就是16字节。首先逐字节地对16字节的输入数据进行SubBytes处理

SubBytes

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ShiftRows

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MixColumns

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AddRoundKey

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