对称加密算法的设计与实现 精品

对称密码算法的基本原理
对称密码算法是一种使用相同的密钥对数据进行加密和解密的算法。

其基本原理是将明文按照一定规则和密钥进行计算，得到密文；将密文按照相同的规则和密钥进行计算，得到明文。

整个过程中，密钥起到了保密数据的作用。

对称密码算法的基本原理可以概括为以下几个步骤：
1. 密钥生成：通信双方在进行加密和解密之前需要共享一个密钥。

密钥可以通过随机数生成算法生成，也可以通过密钥交换协议在通信双方之间进行协商。

2. 加密过程：明文按照一定规则和密钥进行计算，生成密文。

加密算法的设计中通常包括替换、置换、混淆以及迭代等操作，以增强算法的安全性。

3. 解密过程：密文按照相同的规则和密钥进行计算，生成明文。

解密算法与加密算法相反，通过逆向的操作将密文还原为明文。

对称密码算法的优点是计算速度快、实现简单，适用于对大量数据进行加密和解密的场景。

然而，对称密码算法的缺点是通信双方需要提前共享密钥，密钥的管理和分发成为了一个安全性问题。

另外，对称密码算法也不适用于实现安全通信和存储，因为密钥的保密性无法得到保障。

为了解决这些问题，常常将对称密码算法与非对称密码算法相结合，使用非对称密码算法来保证密钥的安全性，然后使用对称密码算法来对通信数据进行加密和解密。

说明对称密码算法和非对称密码算法的原理和优缺点
对称密码算法：
原理：对称密码算法是一种加密算法，发送方和接收方使用相同的密钥进行加密和解密。

加密过程中，将明文按照一定的规则和算法进行混淆和置换，以产生密文。

解密过程中，使用相同的密钥和算法对密文进行逆向操作，还原出明文。

优点：
1. 加密和解密速度快，适用于大量数据的加密和解密操作。

2. 密钥长度相对较短，不占用过多的存储空间。

3. 实现简单，操作容易。

缺点：
1. 密钥的分发和管理较为困难，存在安全性问题。

2. 无法有效解决密钥传递问题，即如何确保密钥在发送和接收之间的安全传递。

非对称密码算法：
原理：非对称密码算法是一种加密算法，发送方和接收方使用不同的密钥进行加密和解密。

加密过程中，发送方使用接收方的公钥进行加密，接收方使用自己的私钥进行解密。

优点：
1. 安全性高，公钥可以随意公开，只有私钥持有者才能解密密文。

2. 解决了对称密码的密钥分发和管理问题。

缺点：
1. 加密和解密速度较慢，适用于少量数据的加密和解密操作。

2. 密钥长度相对较长，占用较多的存储空间。

3. 实现较为复杂，操作稍微复杂。

总结：
对称密码算法的优点在于速度快、实现简单，但安全性相对较低；非对称密码算法的优点在于安全性高，但加密和解密速度较慢、实现较为复杂。

因此，实际应用中常常采用对称密码算法和非对称密码算法的结合，即非对称密码算法用于密钥分发和管理，对称密码算法用于实际的数据加密和解密。

数据库中数据加密与解密的实现方法在当今信息时代，数据的安全性愈发突显重要。

尤其是数据库中存储的大量敏感数据，如用户个人信息、企业机密等，必须得到有效的保护，以防止恶意访问和滥用。

加密与解密是一种常用的数据保护措施，通过对数据进行加密处理，即使数据库遭到非法访问，也能有效防止数据泄露。

本文将介绍数据库中数据加密与解密的实现方法。

一、对称加密算法对称加密算法是一种常用的加密方法，也称为私钥加密算法。

该算法使用相同的密钥进行加密和解密操作，因此在应用中密钥的保护措施至关重要。

对称加密算法的优点是加密解密速度快，适合对大量数据进行加密。

常见的对称加密算法有DES（Data Encryption Standard）、AES（Advanced Encryption Standard）等。

在数据库中使用对称加密算法进行数据加密，需要进行以下步骤：1. 选择合适的加密算法和密钥长度。

根据实际需求和数据敏感程度，选择适当的对称加密算法和密钥长度。

2. 生成密钥并妥善保存。

为了保证数据的安全性，密钥的生成和妥善保存非常重要。

可以使用专门的密钥管理系统来生成和管理密钥。

3. 对数据进行加密处理。

对于需要加密的数据，在数据库中创建相应的字段，并通过对称加密算法使用密钥对数据进行加密处理。

4. 存储密文。

将加密后的数据存储在数据库中。

为了提高安全性，最好将密钥和密文分别存储在不同的位置，以免数据泄露导致密钥被获取。

5. 解密数据。

在需要访问加密数据的时候，通过密钥使用相同的对称加密算法进行解密处理，得到明文数据。

二、非对称加密算法非对称加密算法也称为公钥加密算法，相对于对称加密算法，它使用一对不同的密钥进行加密和解密操作，一把密钥是公开的，称为公钥，而另一把密钥是私密的，称为私钥。

公钥用于加密数据，只有持有相应私钥的人才能解密数据。

非对称加密算法的优点是密钥的传输相对安全，不会被中间人窃取。

常见的非对称加密算法有RSA、DSA、ECC等。

❖ 典型算法
▪ DES、3DES、AES、IDEA
▪ RC5、Twofish、CAST-256、MARS
3
数据加密标准（DES）
❖DES是一种对称密钥算法，密钥长度为56bits （加上奇偶校验，通常写成64bits）。
❖分组加密算法，64 bits为一个分组。
❖基本思想：
▪ 混乱（Confusion）
❖ 1990年，Xuejia Lai 和James Massey
▪第一版，PES（Proposed Encryption Standard）
❖为对抗差分攻击，修改算法增加强度，称为IPES。 ❖1992年改名IDEA。 ❖“依我看来，该算法是目前已公开的最好和最安 全的分组密码算法” ——《应用密码学》，p226。 ❖PGP中集成了IDEA算法。
13
IDEA算法
❖IDEA算法用了三种数学运算：
▪ 模216异或算法，常用 表示； ▪ 模216加法，表示为 X+Y=Z mod(216)；常用 表示； ▪ 模216+1 乘法，表示为 X*Y=Z mod(216＋1)；常用
表示；
❖IDEA 分组长度64比特 ，分4组，每组长度为16 比特，表示为：X1、X2、X3和X4 ❖密钥长度 128比特 ❖同一算法既可以加密，也可用于解密。 ❖软件实现IDEA比DES快两倍 ❖现在还没有资料证明它有什么弱点。
6
DES的产生和应用
❖1974年8月，NBS第二次征集，IBM提交LUCIFER算法
▪ 发明人：IBM公司 W. Tuchman 和 C. Meyer，（19711972）
▪ 基 础：1967年美国Horst Feistel提出的理论
❖1976年11月，采纳为联邦标准

Python3对称加密算法AES、DES3实例详解本⽂实例讲述了Python3对称加密算法AES、DES3。

分享给⼤家供⼤家参考，具体如下：python3.6此库安装⽅式，需要pip3 install pycryptodome。

如有site-packages中存在crypto、pycrypto，在pip之前，需要pip3 uninstall crypto、pip3 uninstall pycrypto，否则⽆法安装成功。

这⾥顺带说⼀下pycrypto，这个库已经有很久没有⼈维护了，如果需要安装此库，需要先安装 VC++ build tools然后将 ~\BuildTools\VC\Tools\MSVC\14.15.26726\include ⽬录下的 stdint.h 拷贝到 C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Include\10.0.17134.0\ucrt 下。

（Win10 需管理员权限）接着将同⽬录下的 inttypes.h 中的#include <stdint.h>（第⼗四⾏），改成#include "stdint.h"。

然后使⽤pip3 install pycrypto，就能直接安装了。

注：如果不是业务需要，请尽可能使⽤ pycryptodome。

AES：import Crypto.Cipher.AESimport Crypto.Randomimport base64import binasciidef auto_fill(x):if len(x) <= 32:while len(x) not in [16, 24, 32]:x += " "return x.encode()else:raise "密钥长度不能⼤于32位！"key = "asd"content = "abcdefg1234567"x = Crypto.Cipher.AES.new(auto_fill(key), Crypto.Cipher.AES.MODE_ECB)a = base64.encodebytes(x.encrypt(auto_fill(content)))b = x.decrypt(base64.decodebytes(a))print(a)print(b)a = binascii.b2a_base64(x.encrypt(auto_fill(content)))b = x.decrypt(binascii.a2b_base64(a))print(a)print(b)key = "dsa"iv = Crypto.Random.new().read(16) # 向量，必须为16字节content = "1234567abcdefg"y = Crypto.Cipher.AES.new(auto_fill(key), Crypto.Cipher.AES.MODE_CBC, iv)c = binascii.b2a_base64(y.encrypt(auto_fill(content)))z = Crypto.Cipher.AES.new(auto_fill(key), Crypto.Cipher.AES.MODE_CBC, iv)d = z.decrypt(binascii.a2b_base64(c))print(c)print(d)运⾏结果：b'jr/EIUp32kLHc3ypZZ1cyg==\n'b'abcdefg1234567 'b'jr/EIUp32kLHc3ypZZ1cyg==\n'b'abcdefg1234567 'b'j+Ul9KQd0HnuiHW3z9tD7A==\n'b'1234567abcdefg 'DES3：import Crypto.Cipher.DES3import base64import binasciidef auto_fill(x):if len(x) > 24:raise "密钥长度不能⼤于等于24位！"else:while len(x) < 16:x += " "return x.encode()key = "asd"content = "abcdefg1234567"x = Crypto.Cipher.DES3.new(auto_fill(key), Crypto.Cipher.DES3.MODE_ECB)a = base64.encodebytes(x.encrypt(auto_fill(content)))print(a)b = x.decrypt(base64.decodebytes(a))print(b)a = binascii.b2a_base64(x.encrypt(auto_fill(content)))b = x.decrypt(binascii.a2b_base64(a))print(a)print(b)运⾏结果：b'/ee3NFKeNqEk/qMNd1mjog==\n'b'abcdefg1234567 'b'/ee3NFKeNqEk/qMNd1mjog==\n'b'abcdefg1234567 '附：AES的⼯⼚模式封装Cipher_AES.py（封装Crypto.Cipher.AES）'''Created on 2018年7⽉7⽇@author: ray'''import Crypto.Cipher.AESimport Crypto.Randomimport base64import binasciiclass Cipher_AES:pad_default = lambda x, y: x + (y - len(x) % y) * " ".encode("utf-8")unpad_default = lambda x: x.rstrip()pad_user_defined = lambda x, y, z: x + (y - len(x) % y) * z.encode("utf-8")unpad_user_defined = lambda x, z: x.rstrip(z)pad_pkcs5 = lambda x, y: x + (y - len(x) % y) * chr(y - len(x) % y).encode("utf-8")unpad_pkcs5 = lambda x: x[:-ord(x[-1])]def __init__(self, key="abcdefgh12345678", iv=Crypto.Random.new().read(Crypto.Cipher.AES.block_size)):self.__key = keyself.__iv = ivdef set_key(self, key):self.__key = keydef get_key(self):return self.__keydef set_iv(self, iv):self.__iv = ivdef get_iv(self):return self.__ivdef Cipher_MODE_ECB(self):self.__x = Crypto.Cipher.AES.new(self.__key.encode("utf-8"), Crypto.Cipher.AES.MODE_ECB)def Cipher_MODE_CBC(self):self.__x = Crypto.Cipher.AES.new(self.__key.encode("utf-8"), Crypto.Cipher.AES.MODE_CBC, self.__iv.encode("utf-8")) def encrypt(self, text, cipher_method, pad_method="", code_method=""):if cipher_method.upper() == "MODE_ECB":self.Cipher_MODE_ECB()elif cipher_method.upper() == "MODE_CBC":self.Cipher_MODE_CBC()cipher_text = b"".join([self.__x.encrypt(i) for i in self.text_verify(text.encode("utf-8"), pad_method)])if code_method.lower() == "base64":return base64.encodebytes(cipher_text).decode("utf-8").rstrip()elif code_method.lower() == "hex":return binascii.b2a_hex(cipher_text).decode("utf-8").rstrip()else:return cipher_text.decode("utf-8").rstrip()def decrypt(self, cipher_text, cipher_method, pad_method="", code_method=""):if cipher_method.upper() == "MODE_ECB":self.Cipher_MODE_ECB()elif cipher_method.upper() == "MODE_CBC":self.Cipher_MODE_CBC()if code_method.lower() == "base64":cipher_text = base64.decodebytes(cipher_text.encode("utf-8"))elif code_method.lower() == "hex":cipher_text = binascii.a2b_hex(cipher_text.encode("utf-8"))else:cipher_text = cipher_text.encode("utf-8")return self.unpad_method(self.__x.decrypt(cipher_text).decode("utf-8"), pad_method)def text_verify(self, text, method):while len(text) > len(self.__key):text_slice = text[:len(self.__key)]text = text[len(self.__key):]yield text_sliceelse:if len(text) == len(self.__key):yield textelse:yield self.pad_method(text, method)def pad_method(self, text, method):if method == "":return Cipher_AES.pad_default(text, len(self.__key))elif method == "PKCS5Padding":return Cipher_AES.pad_pkcs5(text, len(self.__key))else:return Cipher_AES.pad_user_defined(text, len(self.__key), method)def unpad_method(self, text, method):if method == "":return Cipher_AES.unpad_default(text)elif method == "PKCS5Padding":return Cipher_AES.unpad_pkcs5(text)else:return Cipher_AES.unpad_user_defined(text, method)使⽤⽅法：加密：Cipher_AES(key [, iv]).encrypt(text, cipher_method [, pad_method [, code_method]])解密：Cipher_AES(key [, iv]).decrypt(cipher_text, cipher_method [, pad_method [, code_method]])key：密钥（长度必须为16、24、32）iv：向量（长度与密钥⼀致，ECB模式不需要）text：明⽂（需要加密的内容）cipher_text：密⽂（需要解密的内容）cipher_method：加密⽅法，⽬前只有"MODE_ECB"、"MODE_CBC"两种pad_method：填充⽅式，解决 Java 问题选⽤"PKCS5Padding"code_method：编码⽅式，⽬前只有"base64"、"hex"两种来段调⽤封装类 Cipher_AES 的 demo_Cipher_AES.py，⽅便⼤家理解：import Cipher_AESkey = "qwedsazxc123321a"iv = key[::-1]text = "我爱⼩姐姐，可⼩姐姐不爱我 - -"cipher_method = "MODE_CBC"pad_method = "PKCS5Padding"code_method = "base64"cipher_text = Cipher_AES(key, iv).encrypt(text, cipher_method, pad_method, code_method)print(cipher_text)text = Cipher_AES(key, iv).decrypt(cipher_text, cipher_method, pad_method, code_method)print(text)'''运⾏结果：uxhf+MoSko4xa+jGOyzJvYH9n5NvrCwEHbwm/A977CmGqzg+fYE0GeL5/M5v9O1o我爱⼩姐姐，可⼩姐姐不爱我 - -'''PS：关于加密解密感兴趣的朋友还可以参考本站在线⼯具：更多关于Python相关内容感兴趣的读者可查看本站专题：《》、《》、《》、《》、《》、《》及《》希望本⽂所述对⼤家Python程序设计有所帮助。

(2) 异或。扩展后的 48 位输出 E(Ri) 与压 缩后的 48 位密钥 Ki 作异或运算。
(3) S 盒替代。将异或得到的 48 位结果分 成八个 6 位的块 , 每一块通过对应的一个 S盒产生一个 4 位的输出。
S 盒的具体置换过程为 : 某个 Si 盒的 6 位输入 的第 1 位和第 6 位形成一个 2 位的二进制数从 0-3, 对应表中的某一行 : 同时 , 输入的中间 4 位构成 4 位二进制数 0-15 对应表中的某一列。 例如 , 第 8 个 S 盒的输入为 001011 , 前后 2 位形成的二进制数为 01, 对应第 8 个 S 盒的第 1 行 : 中间 4 位为 0101, 对应同一S盒的第 5 列。从表 2-6 中可得 S8 盒的第 1 行第 5 列的 数为 3, 于是就用 0011 代替原输入001011。
表2-3每轮移动的位数
轮 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 数 位1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 数
移动后 , 将两部分合并成 56 位后通过压缩置换 PC-2 后得到 48 位子密钥 , 即 Kj=PC-2(CjDj)。 压缩置换如表 2-4 所示
2.获取子密钥Kj
DES加密算法的密钥长度为56位,但一般表示为 64位,其中,每个第8位用于奇偶校验。在DES加密 算法中,将用户提供的64位初始密钥经过一系列的 处理 得到K1, K2,…, K16,分别作为1-16轮运算的 16个子密钥。首先,将64位密钥去掉8个校验位,用 密钥置换PC-1置换剩下的56位密钥;再将56位分成
在现代密码学中,所有算法的安全性都要求基 于密钥的安全性, 而不是基于算法细节的安 全性。也就是说, 只要密钥不公开, 即使算 法公开并被分析, 不知道密钥的人也无法理 解你所加密过的消息。

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。

DES加密算法的实现及应用学生姓名：梁帅指导老师：熊兵摘要随着信息与通信技术的迅猛发展和广泛应用，人们通过互联网进行信息交流，难免涉及到密码保护问题，这就需要使用DES加密技术来对数据进行加密保护。

本课程设计介绍了DES加密的基本原理以及简单的实现方法。

本课程设计基于C语言，采用DES算法技术，设计了DES加密程序，实现了DES加密解密功能。

经测试，程序能正常运行，实现了设计目标。

关键词DES加密，C语言，信息交流1 引言1.1本文主要内容DES是一个分组密码算法，使用64位密钥（除去8位奇偶校验，实际密钥长度为56位）对64比特的数据分组（二进制数据）加密，产生64位密文数据。

DES是一个对称密码体制，加密和解密使用同意密钥，解密和加密使用同一算法（这样，在硬件与软件设计时有利于加密单元的重用）。

DES的所有的保密性均依赖于密钥。

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。

DES算法是这样工作的：如Mode为加密，则用Key 去把数据Data进行加密，生成Data的密码形式（64位）作为DES的输出结果；如Mode为解密，则用Key去把密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式（64位）作为DES的输出结果。

在通信网络的两端，双方约定一致的Key，在通信的源点用Key对核心数据进行DES加密，然后以密码形式在公共通信网（如电话网）中传输到通信网络的终点，数据到达目的地后，用同样的Key对密码数据进行解密，便再现了明码形式的核心数据。

这样，便保证了核心数据（如PIN、MAC等）在公共通信网中传输的安全性和可靠性DES的加密过程：第一阶段：初始置换IP。

在第一轮迭代之前，需要加密的64位明文首先通过初始置换IP 的作用，对输入分组实施置换。

MySQL中的数据加密和解密的实现方法MySQL是一种常用的关系型数据库管理系统，广泛应用于各种企业和个人的数据存储与管理。

数据安全一直是数据库管理的重要方面之一，而数据加密和解密是保护敏感信息的关键技术。

本文将探讨MySQL中数据加密和解密的实现方法。

一、加密算法介绍在开始讨论MySQL中的数据加密和解密方法之前，我们需要了解一些常用的加密算法。

对称加密算法和非对称加密算法是两种常见的加密手段。

1. 对称加密算法对称加密算法指的是加密和解密使用相同的密钥的算法。

这意味着发送密文的一方需要提供密钥给接收方，使其可以解密密文并获得原始数据。

常见的对称加密算法有DES、3DES、AES等。

2. 非对称加密算法非对称加密算法使用一对密钥，分别称为公钥和私钥。

公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。

与对称加密算法相比，非对称加密算法具有更高的安全性。

常见的非对称加密算法有RSA、DSA、ECC等。

二、MySQL中的数据加密方法1. 对称加密方法在MySQL中，可以使用对称加密算法对数据进行加密。

常见的对称加密算法有AES。

MySQL提供了AES_ENCRYPT和AES_DECRYPT函数来实现对数据的加密和解密。

使用AES_ENCRYPT函数可以将原始数据加密为密文，其语法如下：```sqlSELECT AES_ENCRYPT('原始数据', '密钥');```使用AES_DECRYPT函数可以将密文解密为原始数据，其语法如下：```sqlSELECT AES_DECRYPT('密文', '密钥');```需要注意的是，密钥在加密和解密时必须保持一致。

2. 非对称加密方法MySQL中并没有直接支持非对称加密算法的函数，但我们可以通过自定义函数的方式来实现非对称加密和解密。

首先，我们需要生成一对公钥和私钥。

可以使用openssl命令来生成RSA密钥对：```bashopenssl genrsa -out private_key.pem 2048openssl rsa -in private_key.pem -pubout -out public_key.pem```生成的private_key.pem文件包含私钥，public_key.pem文件包含公钥。

密码学中加密算法的研究与实现密码学是一门研究信息安全的学科，其中加密算法是保证数据安全和隐私的关键技术。

本文将探讨密码学中加密算法的研究和实现。

一、加密算法的分类加密算法可以根据密钥的使用方式和加密方式来分类。

1.1 密钥的使用方式•对称加密算法：使用同一个密钥进行加密和解密，如DES、AES等。

•非对称加密算法：使用一对公私钥进行加密和解密，如RSA、ECC等。

1.2 加密方式•分组密码：将明文分成固定长度的数据块，每个数据块使用同一个密钥进行加密，如DES、AES等。

•流密码：对明文进行逐位加密，每个位使用不同的密钥，如RC4、Salsa20等。

2.1 对称加密算法2.1.1 DESDES是一种分组密码算法，密钥长度为56位，分组长度为64位。

DES加密包括加密轮数、轮函数和密钥生成等过程。

DES加密算法在安全性方面已经被破解，现已不再被广泛使用。

2.1.2 AESAES是一种分组密码算法，密钥长度可为128、192或256位，分组长度为128位。

AES加密算法有多种模式，如ECB、CBC、CFB和OFB等。

AES算法综合使用了代换、置换、混淆等技术，极大地提高了加密的安全性。

2.2 非对称加密算法2.2.1 RSARSA是一种基于大数分解问题的非对称加密算法，是由三位美国数学家（Rivest、Shamir和Adleman）发明的。

RSA算法使用公钥进行加密，私钥进行解密，安全性取决于大素数分解的难度。

2.2.2 ECCECC是一种基于椭圆曲线离散对数问题的非对称加密算法。

与RSA 相比，ECC密钥长度更短，在保证相同安全性的条件下，节省了加密和解密的时间。

加密算法的实现可以使用编程语言来实现。

以下示例展示使用Python语言实现AES加密算法的代码。

```python # 导入Crypto库中AES模块 from Crypto.Cipher import AESdef pad(text):。

JDK⾃带⽅法实现AES对称加密请看代码。 1 package jdbc.pro.lin; 2 3 import java.security.InvalidAlgorithmParameterException; 4 import java.security.InvalidKeyException; 5 import java.security.NoSuchAlgorithmException; 6 7 import javax.crypto.BadPaddingException; 8 import javax.crypto.Cipher; 9 import javax.crypto.IllegalBlockSizeException; 10 import javax.crypto.KeyGenerator; 11 import javax.crypto.NoSuchPaddingException; 12 import javax.crypto.SecretKey; 13 import javax.crypto.spec.IvParameterSpec; 14 import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; 15 16 import org.apache.commons.codec.binary.Base64; 17 18 public class MyAES { 19 /** 20 * 注意key和加密⽤到的字符串是不⼀样的 加密还要指定填充的加密模式和填充模式 AES密钥可以是128或者256，加密模式包括ECB, CBC等 21 * ECB模式是分组的模式，CBC是分块加密后，每块与前⼀块的加密结果异或后再加密 第⼀块加密的明⽂是与IV变量进⾏异或 22 */ 23 public static final String KEY_ALGORITHM = "AES"; 24 public static final String ECB_CIPHER_ALGORITHM = "AES/ECB/PKCS5Padding"; 25 public static final String CBC_CIPHER_ALGORITHM = "AES/CBC/PKCS5Padding"; 26 public static final String PLAIN_TEXT = "MANUTD is the greatest club in the world"; 27 28 /** 29 * IV(Initialization Value)是⼀个初始值，对于CBC模式来说，它必须是随机选取并且需要保密的 30 * ⽽且它的长度和密码分组相同(⽐如：对于AES 128为128位，即长度为16的byte类型数组) 31 * 32 */ 33 public static final byte[] IVPARAMETERS = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 34 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 }; 35 36 public static void main(String[] arg) { 37 byte[] secretBytes = generateAESSecretKey(); 38 SecretKey key = restoreSecretKey(secretBytes); 39 byte[] encodedText = AesEcbEncode(PLAIN_TEXT.getBytes(), key); 40 41 System.out.println("AES ECB encoded with Base64: " + Base64.encodeBase64String(encodedText)); 42 System.out.println("AES ECB decoded: " 43 + AesEcbDecode(encodedText, key)); 44 45 46 47 encodedText = AesCbcEncode(PLAIN_TEXT.getBytes(), key, IVPARAMETERS); 48 49 50 System.out.println("AES CBC encoded with Base64: " + Base64.encodeBase64String(encodedText)); 51 System.out.println("AES CBC decoded: " 52 + AesCbcDecode(encodedText, key, 53 IVPARAMETERS)); 54 } 55 56 /** 57 * 使⽤ECB模式进⾏加密。 加密过程三步⾛： 1. 传⼊算法，实例化⼀个加解密器 2. 传⼊加密模式和密钥，初始化⼀个加密器 3. 58 * 调⽤doFinal⽅法加密 59 * 60 * @param plainText 61 * @return 62 */ 63 public static byte[] AesEcbEncode(byte[] plainText, SecretKey key) { 64 65 try { 66 67 Cipher cipher = Cipher.getInstance(ECB_CIPHER_ALGORITHM); 68 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key); 69 return cipher.doFinal(plainText); 70 } catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException 71 | InvalidKeyException | IllegalBlockSizeException 72 | BadPaddingException e) { 73 // TODO Auto-generated catch block 74 e.printStackTrace(); 75 } 76 return null; 77 } 78 79 /** 80 * 使⽤ECB解密，三步⾛，不说了 81 * 82 * @param decodedText 83 * @param key 84 * @return 85 */ 86 public static String AesEcbDecode(byte[] decodedText, SecretKey key) { 87 try { 88 Cipher cipher = Cipher.getInstance(ECB_CIPHER_ALGORITHM); 89 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key); 90 return new String(cipher.doFinal(decodedText)); 91 } catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException 92 | InvalidKeyException | IllegalBlockSizeException 93 | BadPaddingException e) { 94 // TODO Auto-generated catch block 95 e.printStackTrace(); 96 } 97 return null; 98 99 }100 101 /**102 * CBC加密，三步⾛，只是在初始化时加了⼀个初始变量103 * 104 * @param plainText105 * @param key106 * @param IVParameter107 * @return108 */109 public static byte[] AesCbcEncode(byte[] plainText, SecretKey key,110 byte[] IVParameter) {111 try {112 IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(IVParameter);113 114 Cipher cipher = Cipher.getInstance(CBC_CIPHER_ALGORITHM);115 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, ivParameterSpec);116 return cipher.doFinal(plainText);117 118 } catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException119 | InvalidKeyException | InvalidAlgorithmParameterException120 | IllegalBlockSizeException | BadPaddingException e) {121 // TODO Auto-generated catch block122 e.printStackTrace();123 }124 return null;125 }126 127 /**128 * CBC 解密129 * 130 * @param decodedText131 * @param key132 * @param IVParameter133 * @return134 */135 public static String AesCbcDecode(byte[] decodedText, SecretKey key,136 byte[] IVParameter) {137 IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(IVParameter);138 139 try {140 Cipher cipher = Cipher.getInstance(CBC_CIPHER_ALGORITHM);141 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, ivParameterSpec);142 return new String(cipher.doFinal(decodedText));143 } catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException144 | InvalidKeyException | InvalidAlgorithmParameterException145 | IllegalBlockSizeException | BadPaddingException e) {146 // TODO Auto-generated catch block147 e.printStackTrace();148 }149 150 return null;151 152 }153 154 /**155 * 1.创建⼀个KeyGenerator 2.调⽤KeyGenerator.generateKey⽅法156 * 由于某些原因，这⾥只能是128，如果设置为256会报异常，原因在下⾯⽂字说明157 * 158 * @return159 */160 public static byte[] generateAESSecretKey() {161 KeyGenerator keyGenerator;162 try {

枣庄学院信息科学与工程学院课程设计任务书题目：RC4加密算法的实现学号：姓名：专业：计算机网络技术课程：计算机网络安全教程指导教师：职称：教师完成时间：20XX年11月----20XX 年12 月枣庄学院信息科学与工程学院制一.系统设计的目标随着信息化的发展，人们在信息传递，数据共享等方面的要求越来越高。

但与此同时，数据的保密、个人的隐私保护也越来越困难，迫使人们不得不采取相应的措施来提高信息的安全性。

在此条件下，加密技术应运而生。

加密作为一把系统安全的钥匙，是实现信息安全的重要手段之一，正确的使用加密技术可以确保信息的安全。

人们所熟悉的加密技术很多，比如数字签名、版权注册、软盘加密、软件锁等等。

本人的设计思想是利用文件夹的加密来实现对软件或文件的安全加密。

在此设计基础上编写了一个程序，该软件操作简单方便，适用于个人PC上对文件的加密。

用户可自选密钥对重要文件或可执行程序进行加密，防止未授权用户窃密。

本文描述了利用文件夹的加密来实现对文件或程序的保护方案。

采用了“对称式”加密技术即采用文件逐字节与密码异或方式对文件或可执行程序加密。

选用C++编程语言,设计了一个加密程序，该程序不拘泥于花俏的界面，仅使用了一个简单的对话框，具有简单实用的特点。

在该方案的实现中，由于使用了可靠的密码学算法，使软件加密的强度大大提高。

二.系统原理:1. RC4加密算法原理:RC4加密算法是大名鼎鼎的三人组中的头号人物Ron Rivest在1987年设计的密钥长度可变的流加密算法簇。

之所以称其为簇，是由于其核心部分的S-box 长度可为任意，但一般为256字节。

该算法的速度可以达到DES加密的10倍左右。

RC4算法的原理很简单，包括初始化算法和伪随机子密码生成算法两大部分。

假设S-box长度和密钥长度均为为n。

先来看看算法的初始化部分（用类C伪代码表示）：for (i=0; i<n; i++)s=i;j=0;for (i=0; i<n; i++){j=(j+s+k)%256;swap(s, s[j]);}在初始化的过程中，密钥的主要功能是将S-box搅乱，i确保S-box的每个元素都得到处理，j保证S-box的搅乱是随机的。

对称密码体制的其它算法
2、IDEA 类似于TDEA，是一种分组密码算法， 分组长度为64位，但密钥长度为128位。 3、AES（高级加密标准） 是一种分组长度和密钥长度都可变的分 组密码算法，其分长度和密钥长度分别 可为128、192和256，具有安全、高效和 灵活等特点。
非对称加密体制
对称密钥加密方法存在的问题： 1、密钥的生成、管理、分发等都很 复杂； 2、不能实现数字签名。
混合加密方法
发送者将明文用对称加密算法加密后传 给接收者， 给接收者 ， 再将对称加密的密钥用接收者 的公钥加密传给接收者， 的公钥加密传给接收者 ， 接收者再用自已 的私钥解密得到对称加密的密钥， 的私钥解密得到对称加密的密钥 ， 从而解 密明文。 密明文。 提问：如何解决数字签名的问题？ 提问：如何解决数字签名的问题？
DES加密算法是由 IBM 研究在1977年提出的。并被美 国国家标准局宣布为数据加密标准DES，主要用于民用 敏感信息的加密
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 每个第8位为奇偶校验位 密钥长度：56位，每个第 位为奇偶校验位 采用混乱和扩散的组合， 采用混乱和扩散的组合，每个组合采用替代和置 换方法， 换方法，共16轮运算 轮运算 只使用了标准的算术和逻辑运算，运算速度快， 只使用了标准的算术和逻辑运算，运算速度快， 通用性强， 通用性强，易于实现
混合加密方法
对称密钥密码算法的特点：算法简单， 解 对称密钥密码算法的特点：算法简单，加/解 密速度快，但密钥管理复杂，不便于数字签名； 密速度快，但密钥管理复杂，不便于数字签名； 非对称密钥密码算法的特点：算法复杂， 非对称密钥密码算法的特点：算法复杂，加/ 解密速度慢，密钥管理简单，可用于数字签名。 解密速度慢，密钥管理简单，可用于数字签名。 所以将两者结合起来，形成混合加密方法。 所以将两者结合起来，形成混合称加密算法

C语言可以用来实现各种密码算法，包括对称密码算法、非对称密码算法和哈希算法等。

下面分别简单介绍如何使用C语言实现这些算法：1. 对称密码算法对称密码算法是指加密和解密使用同一个密钥的密码算法。

最常用的对称密码算法是DES（Data Encryption Standard）算法。

下面是使用C语言实现DES算法的简单示例代码：```c#include <stdio.h>#include <string.h>#include <openssl/des.h>int main() {// 设置密钥DES_cblock key = {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xab, 0xcd, 0xef};// 加密数据char plaintext[] = "Hello, world!";DES_key_schedule schedule;DES_set_key(&key, &schedule);char ciphertext[strlen(plaintext)];DES_ecb_encrypt((unsigned char*)plaintext, (unsigned char*)ciphertext, &schedule, DES_ENCRYPT);// 输出加密结果printf("Ciphertext: ");for (int i = 0; i < strlen(ciphertext); i++) {printf("%02x", (unsigned char)ciphertext[i]);}printf("\n");// 解密数据char decryptedtext[strlen(ciphertext)];DES_set_key(&key, &schedule);DES_ecb_encrypt((unsigned char*)ciphertext, (unsigned char*)decryptedtext, &schedule, DES_DECRYPT);// 输出解密结果printf("Decrypted text: %s\n", decryptedtext);return 0;}```在这个示例中，我们使用了OpenSSL库中的DES函数来实现DES算法。

简述对称密钥加解密过程
对称密钥加密是一种常见的数据加密技术，其中加密和解密使用相同的密钥。

以下是对称密钥加解密过程的简述：
1. 密钥生成：加密方和解密方首先需要生成一个共同的对称密钥。

这个密钥将用于加密和解密数据。

2. 加密：在加密过程中，发送方（也称为加密方）使用对称密钥对要保护的数据进行加密。

加密算法将明文数据转换为密文，使得未经授权的第三方无法理解其内容。

3. 传输：加密后的数据（密文）通过安全的通信渠道传输给接收方（也称为解密方）。

4. 解密：接收方收到密文后，使用相同的对称密钥对其进行解密。

解密算法将密文转换回明文，使得接收方能够理解原始数据的内容。

5. 密钥管理：对称密钥的安全性非常重要，因为任何拥有密钥的人都可以解密数据。

因此，密钥必须妥善管理和保护，以防止未经授权的第三方获取。

对称密钥加密的优点是加密和解密速度通常较快，适用于大量数据的加密。

然而，密钥的管理和分发可能是一个挑战，因为所有通信方都需要持有相同的密钥。

在实际应用中，对称密钥加密通常与其他安全措施（如非对称加密和身份验证）结合使用，以提供更强大的安全性和保护数据的完整性。

数据库字段加密与解密的实现方法在当今信息安全意识不断加强的背景下，保护敏感数据的安全性成为了组织和个人的重要任务。

数据库中存储的数据常常包含了用户的个人信息、商业机密等敏感数据，为了防止数据泄露，数据库字段加密与解密的实现方法成为了一种常用的数据保护手段。

数据库字段加密的原理是将明文数据转化成密文数据，而解密则是将密文数据还原为明文数据。

加密和解密过程需要借助加密算法和密钥来完成。

在介绍具体的实现方法之前，有必要了解一些基本的加密算法和常用的加密方式。

常见的对称加密算法有DES（Data Encryption Standard）、AES（Advanced Encryption Standard）和RC4等；非对称加密算法有RSA、DSA等。

对称加密算法存在着密钥的分发难题，因此在实际应用中往往使用非对称加密算法与对称加密算法相结合的方式。

即数据库字段的加密中使用非对称加密算法对对称加密算法所使用的密钥进行加密，然后再使用对称加密算法对数据库字段进行加密。

以下是数据库字段加密与解密的实现方法：1. 数据库设计与加密字段选择在进行数据库设计时，需要仔细考虑哪些字段需要进行加密。

一般来说，个人身份信息、账号、密码、银行卡号等敏感信息应当加密存储。

其他非敏感数据可以根据实际需求进行存储。

2. 选择适当的加密算法与安全性在选择加密算法时，需要根据实际需求和安全性考虑作出选择。

需要综合考虑性能、安全性、便捷性等因素。

对称加密算法可以提供更高的性能，而非对称加密算法则更安全。

3. 生成密钥与存储在加密过程中，密钥是非常重要的保密信息。

通常情况下，对称加密算法使用的密钥比较短，因此每个记录都可以使用独立的密钥。

而非对称加密算法使用的密钥较长，可以通过生成密钥对的方式，将公钥保存在应用服务器上，而私钥密钥则保存在安全的存储介质中。

4. 实现加密与解密方法实现数据库字段加密与解密的方法需要程序员根据具体的需求，在代码中编写加密与解密的方法。

对称和非对称加密常用使用方法对称加密和非对称加密都是现代密码学的基础概念。

它们之间的区别在于加密和解密所使用的密钥是否相同。

下面是对称加密和非对称加密的常用使用方法。

对称加密对称加密是指加密和解密所使用的密钥是相同的。

这意味着加密和解密方都需要持有同一把密钥。

对称加密的优点是加密解密速度快、安全性高，缺点是密钥的传递难度较大。

1. 生成密钥：使用对称加密算法之前，首先需要生成一对密钥，通常称为对称密钥。

对称密钥的长度通常为128、192或256位。

密钥的生成可以通过随机生成数序列的方式实现。

2. 加密数据：加密方使用对称密钥对数据进行加密。

加密的过程通常是通过将数据和密钥进行异或运算、置换和代换等算法，从而生成密文。

3. 解密数据：解密方使用相同的对称密钥对密文进行解密。

解密的过程通常是通过将密文和密钥进行反向运算，从而得到原始数据。

非对称加密非对称加密是指加密和解密所使用的密钥是不相同的。

这意味着加密方需要持有一个公钥，解密方需要持有一个对应的私钥。

非对称加密的优点是密钥的传递方便，缺点是加密解密速度较慢。

1. 生成密钥：使用非对称加密算法之前，首先需要生成一对密钥，通常称为公私钥。

公私钥的长度通常为1024或2048位。

密钥的生成可以通过生成大素数的方式实现。

2. 加密数据：加密方使用公钥对数据进行加密。

加密的过程通常是通过将数据和公钥进行一系列数学运算，从而生成密文。

3. 解密数据：解密方使用私钥对密文进行解密。

解密的过程通常是通过将密文和私钥进行数学运算，从而得到原始数据。

总结对称加密和非对称加密都有各自的优缺点。

对于加密速度要求较高的场合，可选择使用对称加密算法；对于安全性要求较高的场合，可选择使用非对称加密算法。

在实际应用中，常常会综合使用对称加密和非对称加密，从而达到更高的安全性和效率。