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[20763] 2017-05-29_对称加密

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2017-05-29_对称加密 对 称 加 密 原 创   L e m o n   L e m o n S e c   2 0 1 7 - 0 5 - 2 9 采 用 单 钥 密 码 系 统 的 加 密 方 法 ， 同 一 个 秘 钥 可 以 同 时 用 作 信 息 的 加 密 和 解 密 ， 这 种 加 密 方 法 称 为 对 称 加 密 ， 也 称 为 单 秘 钥 加 密 。 需 要 对 加 密 和 解 密 使 用 相 同 密 钥 的 加 密 算 法 。 由 于 其 速 度 快 ， 对 称 性 加 密 通 常 在 消 息 发 送 方 需 要 加 密 大 量 数 据 时 使 用 。 对 称 性 加 密 也 称 为 密 钥 加 密 。 在 对 称 加 密 中 ， 数 据 发 送 方 将 明 文 （ 原 始 数 据 ） 和 加 密 密 钥 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 。 接 收 方 收 到 密 文 后 ， 若 想 解 读 原 文 ， 则 需 要 使 用 加 密 密 钥 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 密 钥 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 。 在 对 称 加 密 算 法 中 常 用 的 算 法 有 ： D E S 、 3 D E S 、 T D E A 、 B l o w f i s h 、 R C 2 、 R C 4 、 R C 5 、 I D E A 、 S K I P J A C K 、 A E S 等 。 优 缺 点 对 称 加 密 算 法 的 优 点 是 算 法 公 开 、 计 算 量 小 、 加 密 速 度 快 、 加 密 效 率 高 。 对 称 加 密 算 法 的 缺 点 是 在 数 据 传 送 前 ， 发 送 方 和 接 收 方 必 须 商 定 好 秘 钥 ， 然 后 使 双 方 都 能 保 存 好 秘 钥 。 其 次 如 果 一 方 的 秘 钥 被 泄 露 ， 那 么 加 密 信 息 也 就 不 安 全 了 。 另 外 ， 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 唯 一 秘 钥 ， 这 会 使 得 收 、 发 双 方 所 拥 有 的 钥 匙 数 量 巨 大 ， 密 钥 管 理 成 为 双 方 的 负 担 。 D E S ： ： D E S 全 称 为 D a t a   E n c r y p t i o n   S t a n d a r d ， 即 数 据 加 密 标 准 ， 是 一 种 使 用 密 钥 加 密 的 块 算 法 ， 1 9 7 7 年 被 美 国 联 邦 政 府 的 国 家 标 准 局 确 定 为 联 邦 资 料 处 理 标 准 （ F I P S ） ， 并 授 权 在 非 密 级 政 府 通 信 中 使 用 ， 随 后 该 算 法 在 国 际 上 广 泛 流 传 开 来 。 需 要 注 意 的 是 ， 在 某 些 文 献 中 ， 作 为 算 法 的 D E S 称 为 数 据 加 密 算 法 （ D a t a   E n c r y p t i o n   A l g o r i t h m , D E A ） ， 已 与 作 为 标 准 的 D E S 区 分 开 来 。 美 国 数 据 加 密 标 准 （ D E S ） 是 对 称 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 。 密 钥 较 短 ， 加 密 处 理 简 单 ， 加 解 密 速 度 快 ， 适 用 于 加 密 大 量 数 据 的 场 合 。 对 称 的 原 因 ： 对 称 的 原 因 ： 加 密 密 钥   =   解 密 密 钥 ， 加 密 运 算 是 解 密 运 算 的 逆 运 算 。 对 称 加 密 算 法 是 初 等 的 加 密 算 法 ， 从 安 全 性 上 说 ， 不 是 很 高 。 定 义 ： D E S 算 法 又 被 称 为 美 国 数 据 加 密 标 准 ， 是 1 9 7 2 年 美 国 I B M 公 司 研 制 的 对 称 密 码 体 制 加 密 算 法 。 明 文 按 明 文 按 6 4 位 进 行 分 位 进 行 分 组 ， 密 钥 长 组 ， 密 钥 长 6 4 位 ， 其 中 位 ， 其 中 5 6 位 参 与 位 参 与 D E S 运 算 ， 运 算 ， 8 位 为 校 验 位 。 位 为 校 验 位 。 优 势 ： D E S 算 法 具 有 极 高 安 全 性 ， 到 目 前 为 止 ， 除 了 用 穷 举 搜 索 法 除 了 用 穷 举 搜 索 法 对 D E S 算 法 进 行 攻 击 外 ， 还 没 有 发 现 更 有 效 的 办 法 。 然 而 它 的 缺 点 是 分 组 短 、 密 钥 短 、 密 码 生 命 周 期 短 、 运 算 速 度 较 慢 。 案 例 ： D E S 算 法 最 常 用 的 场 景 是 银 行 业 ， 如 银 行 卡 收 单 ， 信 用 卡 持 卡 人 的 P I N 的 加 密 传 输 ， I C 卡 与 P O S 间 的 双 向 认 证 、 金 融 交 易 数 据 包 的 M A C 校 验 等 ， 均 用 到 D E S 算 法 。 另 外 ， 在 P O S 、 A T M 、 磁 卡 及 智 能 卡 ( I C 卡 ) 、 加 油 站 、 高 速 公 路 收 费 站 等 领 域 ， D E S 算 法 也 被 广 泛 应 用 ， 以 此 来 实 现 关 键 数 据 的 保 密 。 D E S 基 本 原 则 D E S 设 计 中 使 用 了 分 组 密 码 设 计 的 两 个 原 则 ： 混 淆 （ c o n f u s i o n ） 和 扩 散 ( d i f f u s i o n ) ， 其 目 的 是 抗 击 敌 手 对 密 码 系 统 的 统 计 分 析 。 混 淆 是 使 密 文 的 统 计 特 性 与 密 钥 的 取 值 之 间 的 关 系 尽 可 能 复 杂 化 ， 以 使 密 钥 和 明 文 以 及 密 文 之 间 的 依 赖 性 对 密 码 分 析 者 来 说 是 无 法 利 用 的 。 扩 散 的 作 用 就 是 将 每 一 位 明 文 的 影 响 尽 可 能 迅 速 地 作 用 到 较 多 的 输 出 密 文 位 中 ， 以 便 在 大 量 的 密 文 中 消 除 明 文 的 统 计 结 构 ， 并 且 使 每 一 位 密 钥 的 影 响 尽 可 能 迅 速 地 扩 展 到 较 多 的 密 文 位 中 ， 以 防 对 密 钥 进 行 逐 段 破 译 。
算 法 原 理 D E S 算 法 把 6 4 位 的 明 文 输 入 块 变 为 6 4 位 的 密 文 输 出 块 ， 它 所 使 用 的 密 钥 也 是 6 4 位 ， 其 算 法 主 要 分 为 两 步 ： （ （ 1 ） 初 始 置 换 ） 初 始 置 换 其 功 能 是 把 输 入 的 6 4 位 数 据 块 按 位 重 新 组 合 , 并 把 输 出 分 为 L 0 、 R 0 两 部 分 ， 每 部 分 各 长 3 2 位 ， 其 置 换 规 则 为 将 输 入 的 第 5 8 位 换 到 第 一 位 ， 第 5 0 位 换 到 第 2 位 … … 依 此 类 推 , 最 后 一 位 是 原 来 的 第 7 位 。 L 0 、 R 0 则 是 换 位 输 出 后 的 两 部 分 ， L 0 是 输 出 的 左 3 2 位 ， R 0 是 右 3 2 位 ， 例 ： 设 置 换 前 的 输 入 值 为 D 1 D 2 D 3 … … D 6 4 ， 则 经 过 初 始 置 换 后 的 结 果 为 : L 0 = D 5 8 D 5 0 … … D 8 ； R 0 = D 5 7 D 4 9 … … D 7 。 （ （ 2 ） 逆 置 换 ） 逆 置 换 经 过 1 6 次 迭 代 运 算 后 ， 得 到 L 1 6 、 R 1 6 , 将 此 作 为 输 入 ， 进 行 逆 置 换 ， 逆 置 换 正 好 是 初 始 置 换 的 逆 运 算 ， 由 此 即 得 到 密 文 输 出 。 E C B 模 式 模 式 D E S   E C B （ 电 子 密 本 方 式 ） 其 实 非 常 简 单 ， 就 是 将 数 据 按 照 8 个 字 节 一 段 进 行 D E S 加 密 或 解 密 得 到 一 段 8 个 字 节 的 密 文 或 者 明 文 ， 最 后 一 段 不 足 8 个 字 节 ， 按 照 需 求 补 足 8 个 字 节 进 行 计 算 ， 之 后 按 照 顺 序 将 计 算 所 得 的 数 据 连 在 一 起 即 可 ， 各 段 数 据 之 间 互 不 影 响 。 C B C 模 式 模 式 D E S   C B C （ 密 文 分 组 链 接 方 式 ） 有 点 麻 烦 ， 它 的 实 现 机 制 使 加 密 的 各 段 数 据 之 间 有 了 联 系 。 其 实 现 的 机 理 如 下 ： 加 密 步 骤 如 下 ： 1 ） 首 先 将 数 据 按 照 8 个 字 节 一 组 进 行 分 组 得 到 D 1 D 2 . . . . . . D n （ 若 数 据 不 是 8 的 整 数 倍 ， 用 指 定 的 P A D D I N G 数 据 补 位 ） 2 ） 第 一 组 数 据 D 1 与 初 始 化 向 量 初 始 化 向 量 I 异 或 异 或 后 的 结 果 进 行 D E S 加 密 得 到 第 一 组 密 文 C 1 （ 初 始 化 向 量 I 为 全 零 ） 3 ） 第 二 组 数 据 D 2 与 第 一 组 的 加 密 结 果 C 1 异 或 异 或 以 后 的 结 果 进 行 D E S 加 密 ， 得 到 第 二 组 密 文 C 2 4 ） 之 后 的 数 据 以 此 类 推 ， 得 到 C n 5 ） 按 顺 序 连 为 C 1 C 2 C 3 . . . . . . C n 即 为 加 密 结 果 。 解 密 是 加 密 的 逆 过 程 ， 步 骤 如 下 ： 1 ） 首 先 将 数 据 按 照 8 个 字 节 一 组 进 行 分 组 得 到 C 1 C 2 C 3 . . . . . . C n 2 ） 将 第 一 组 数 据 进 行 解 密 后 与 初 始 化 向 量 解 密 后 与 初 始 化 向 量 I 进 行 进 行 异 或 异 或 得 到 第 一 组 明 文 D 1 （ 注 意 ： 一 定 是 先 解 密 再 异 或 ） 3 ） 将 第 二 组 数 据 C 2 进 行 解 密 后 与 第 一 组 密 文 数 据 进 行 解 密 后 与 第 一 组 密 文 数 据 进 行 异 或 异 或 得 到 第 二 组 数 据 D 2 4 ） 之 后 依 此 类 推 ， 得 到 D n 5 ） 按 顺 序 连 为 D 1 D 2 D 3 . . . . . . D n 即 为 解 密 结 果 。 这 里 注 意 一 点 ， 解 密 的 结 果 并 不 一 定 是 我 们 原 来 的 加 密 数 据 ， 可 能 还 含 有 你 补 得 位 ， 一 定 要 把 补 位 去 掉 才 是 你 的 原 来 的 数 据 。 C F B / 密 文 反 馈 模 式
密 文 反 馈 （ C F B ， C i p h e r   f e e d b a c k ） 模 式 类 似 于 C B C ， 可 以 将 块 密 码 变 为 自 同 步 的 流 密 码 ； 工 作 过 程 亦 非 常 相 似 ， C F B 的 解 密 过 程 几 乎 就 是 颠 倒 的 C B C 的 加 密 过 程 ： 需 要 使 用 一 个 与 块 的 大 小 相 同 的 移 位 寄 存 器 ， 并 用 I V 将 寄 存 器 初 始 化 。 然 后 ， 将 寄 存 器 内 容 使 用 块 密 码 加 密 ， 然 后 将 结 果 的 最 高 x 位 与 平 文 的 x 进 行 异 或 ， 以 产 生 密 文 的 x 位 。 下 一 步 将 生 成 的 x 位 密 文 移 入 寄 存 器 中 ， 并 对 下 面 的 x 位 平 文 重 复 这 一 过 程 。 解 密 过 程 与 加 密 过 程 相 似 ， 以 I V 开 始 ， 对 寄 存 器 加 密 ， 将 结 果 的 高 x 与 密 文 异 或 ， 产 生 x 位 平 文 ， 再 将 密 文 的 下 面 x 位 移 入 寄 存 器 。 与 C B C 相 似 ， 平 文 的 改 变 会 影 响 接 下 来 所 有 的 密 文 ， 因 此 加 密 过 程 不 能 并 行 化 ； 而 同 样 的 ， 与 C B C 类 似 ， 解 密 过 程 是 可 以 并 行 化 的 。 O F B 输 出 反 馈 模 式
输 出 反 馈 模 式 （ O u t p u t   f e e d b a c k ,   O F B ） 可 以 将 块 密 码 变 成 同 步 的 流 密 码 。 它 产 生 密 钥 流 的 块 ， 然 后 将 其 与 平 文 块 进 行 异 或 ， 得 到 密 文 。 与 其 它 流 密 码 一 样 ， 密 文 中 一 个 位 的 翻 转 会 使 平 文 中 同 样 位 置 的 位 也 产 生 翻 转 。 这 种 特 性 使 得 许 多 错 误 校 正 码 ， 例 如 奇 偶 校 验 位 ， 即 使 在 加 密 前 计 算 而 在 加 密 后 进 行 校 验 也 可 以 得 出 正 确 结 果 。 每 个 使 用 O F B 的 输 出 块 与 其 前 面 所 有 的 输 出 块 相 关 ， 因 此 不 能 并 行 化 处 理 。 然 而 ， 由 于 平 文 和 密 文 只 在 最 终 的 异 或 过 程 中 使 用 ， 因 此 可 以 事 先 对 I V 进 行 加 密 ， 最 后 并 行 的 将 平 文 或 密 文 进 行 并 行 的 异 或 处 理 。 可 以 利 用 输 入 全 0 的 C B C 模 式 产 生 O F B 模 式 的 密 钥 流 。 这 种 方 法 十 分 实 用 ， 因 为 可 以 利 用 快 速 的 C B C 硬 件 实 现 来 加 速 O F B 模 式 的 加 密 过 程 。 3 D E S 3 D E S （ 或 称 为 T r i p l e   D E S ） 是 三 重 数 据 加 密 算 法 （ T D E A ， T r i p l e   D a t a   E n c r y p t i o n   A l g o r i t h m ） 块 密 码 的 通 称 。 它 相 当 于 是 对 每 个 数 据 块 应 用 三 次 D E S 加 密 算 法 。 由 于 计 算 机 运 算 能 力 的 增 强 ， 原 版 D E S 密 码 的 密 钥 长 度 变 得 容 易 被 暴 力 破 解 ； 3 D E S 即 是 设 计 用 来 提 供 一 种 相 对 简 单 的 方 法 ， 即 通 过 增 加 D E S 的 密 钥 长 度 来 避 免 类 似 的 攻 击 ， 而 不 是 设 计 一 种 全 新 的 块 密 码 算 法 。 3 D E S （ 即 T r i p l e   D E S ） 是 D E S 向 A E S 过 渡 的 加 密 算 法 ， 它 使 用 3 条 5 6 位 的 密 钥 对 数 据 进 行 三 次 加 密 。 是 D E S 的 一 个 更 安 全 的 变 形 。 它 以 D E S 为 基 本 模 块 ， 通 过 组 合 分 组 方 法 设 计 出 分 组 加 密 算 法 。 比 起 最 初 的 D E S ， 3 D E S 更 为 安 全 。 该 方 法 使 用 两 个 密 钥 ， 执 行 三 次 D E S 算 法 ， 加 密 的 过 程 是 加 密 - 解 密 - 加 密 ， 解 密 的 过 程 是 解 密 - 加 密 - 解 密 。 3 D E S 加 密 过 程 为 ： C = E k 3 ( D k 2 ( E k 1 ( P ) ) ) 3 D E S 解 密 过 程 为 ： P = D k 1 ( E K 2 ( D k 3 ( C ) ) ) 采 用 两 个 密 钥 进 行 三 重 加 密 的 好 处 有 ： ① 两 个 密 钥 合 起 来 有 效 密 钥 长 度 有 1 1 2 b i t ， 可 以 满 足 商 业 应 用 的 需 要 ， 若 采 用 总 长 为 1 6 8 b i t 的 三 个 密 钥 ， 会 产 生 不 必 要 的 开 销 。 ② 加 密 时 采 用 加 密 - 解 密 - 加 密 ， 而 不 是 加 密 - 加 密 - 加 密 的 形 式 ， 这 样 有 效 的 实 现 了 与 现 有 D E S 系 统 的 向 后 兼 容 问 题 。 因 为 当 K 1 = K 2 时 ， 三 重 D E S 的 效 果 就 和 原 来 的 D E S 一 样 ， 有 助 于 逐 渐 推 广 三 重 D E S 。 ③ 三 重 D E S 具 有 足 够 的 安 全 性 ， 目 前 还 没 有 关 于 攻 破 3 D E S 的 报 道 。 A E S ： ：
优 势 ： A E S 具 有 比 D E S 更 好 的 安 全 性 、 效 率 、 灵 活 性 ， 在 软 件 及 硬 件 上 都 能 快 速 地 加 解 密 ， 相 对 来 说 较 易 于 实 作 ， 且 只 需 要 很 少 的 存 储 器 。 案 例 ： 使 用 A E S 算 法 最 著 名 的 是 英 特 尔 处 理 器 ， 也 就 是 说 我 们 每 一 个 人 的 电 脑 里 都 用 到 了 A E S 算 法 进 行 加 密 。 英 特 尔 内 含 的 A E S 指 令 集 包 含 六 条 指 令 ， 据 英 特 尔 介 绍 ， A E S 指 令 集 让 至 强 处 理 器 更 加 灵 活 、 高 效 而 安 全 ， E 7 处 理 器 可 提 速 4 倍 。 产 生 的 原 因 ： 1 .   D E S 的 算 法 有 些 漏 洞 2 .   3 D E S 的 算 法 相 对 来 说 效 率 比 较 低 A E S 是 目 前 使 用 最 多 的 对 称 加 密 算 法 。 A E S 的 优 势 之 一 是 至 今 尚 未 被 破 解 。 A E S 通 常 用 于 移 动 通 信 系 统 加 密 以 及 基 于 S S H 协 议 的 软 件 （ S S H   C l i e n t ， s e c u r e C R T ） 。 A E S 加 密 过 程 涉 及 到 4 种 操 作 ： 字 节 替 代 字 节 替 代 （ S u b B y t e s ） 、 行 移 位 行 移 位 （ S h i f t R o w s ） 、 列 混 淆 列 混 淆 （ M i x C o l u m n s ） 和 轮 密 钥 轮 密 钥 加 加 （ A d d R o u n d K e y ） 。 解 密 过 程 分 别 为 对 应 的 逆 操 作 。 由 于 每 一 步 操 作 都 是 可 逆 的 ， 按 照 相 反 的 顺 序 进 行 解 密 即 可 恢 复 明 文 接 下 来 分 别 对 上 述 5 种 操 作 进 行 介 绍 。 1 . 1   字 节 代 替 　 　 字 节 代 替 的 主 要 功 能 是 通 过 S 盒 完 成 一 个 字 节 到 另 外 一 个 字 节 的 映 射 。 S 盒 的 详 细 构 造 方 法 可 以 参 考 文 献 [ 1 ] 。 　 　 下 图 ( a ) 为 S 盒 ， 图 ( b ) 为 S - 1 （ S 盒 的 逆 ） 。
S 和 S - 1 分 别 为 1 6 x 1 6 的 矩 阵 。 假 设 输 入 字 节 的 值 为 a = a 7 a 6 a 5 a 4 a 3 a 2 a 1 a 0 ， 则 输 出 值 为 S [ a 7 a 6 a 5 a 4 ] [ a 3 a 2 a 1 a 0 ] ， S - 1 的 变 换 也 同 理 。 　 　 例 如 ： 字 节 0 0 替 换 后 的 值 为 （ S [ 0 ] [ 0 ] = ） 6 3 ， 再 通 过 S - 1 即 可 得 到 替 换 前 的 值 ， （ S - 1   [ 6 ] [ 3 ] = ） 0 0 。 1 . 2   行 移 位 　 　 行 移 位 的 功 能 是 实 现 一 个 4 x 4 矩 阵 内 部 字 节 之 间 的 置 换 。 1 . 2 . 1   正 向 行 移 位 　 　 正 向 行 移 位 的 原 理 图 如 下 ： 实 际 移 位 的 操 作 即 是 ： 第 一 行 保 存 不 变 ， 第 二 行 循 环 左 移 1 个 字 节 ， 第 三 行 循 环 左 移 2 个 字 节 ， 第 四 行 循 环 左 移 3 个 字 节 。 假 设 矩 阵 的 名 字 为 s t a t e ， 用 公 式 表 示 如 下 ： s t a t e ’ [ i ] [ j ]   =   s t a t e [ i ] [ ( j + i ) % 4 ] ; 其 中 i 、 j 属 于 [ 0 , 3 ] 1 . 2 . 2   逆 向 行 移 位 　 　 逆 向 行 移 位 即 是 相 反 的 操 作 ， 用 公 式 表 示 如 下 ： s t a t e ’ [ i ] [ j ]   =   s t a t e [ i ] [ ( 4 + j - i ) % 4 ] ; 其 中 i 、 j 属 于 [ 0 , 3 ] 1 . 3   列 混 淆 　 　 列 混 淆 ： 利 用 G F ( 2 8 ) 域 上 算 术 特 性 的 一 个 代 替 。 1 . 3 . 1   正 向 列 混 淆 　 　 正 向 列 混 淆 的 原 理 图 如 下 ：
根 据 矩 阵 的 乘 法 可 知 ， 在 列 混 淆 的 过 程 中 ， 每 个 字 节 对 应 的 值 只 与 该 列 的 4 个 值 有 关 系 。 此 处 的 乘 法 和 加 法 都 是 定 义 在 G F ( 2 8 ) 上 的 ， 需 要 注 意 如 下 几 点 ： 　 　 　 　 1 )   将 某 个 字 节 所 对 应 的 值 乘 以 将 某 个 字 节 所 对 应 的 值 乘 以 2 ， 其 结 果 就 是 将 该 值 的 二 进 制 位 左 移 一 位 ， 如 果 该 值 的 最 高 位 为 ， 其 结 果 就 是 将 该 值 的 二 进 制 位 左 移 一 位 ， 如 果 该 值 的 最 高 位 为 1 （ 表 示 该 （ 表 示 该 数 值 不 小 于 数 值 不 小 于 1 2 8 ） ， 则 还 需 要 将 移 位 后 的 结 果 异 或 ） ， 则 还 需 要 将 移 位 后 的 结 果 异 或 0 0 0 1 1 0 1 1 ； ； [ 1 ] 　 　 　 　 2 )   乘 法 对 加 法 满 足 分 配 率 ， 例 如 ： 0 7 · S 0 , 0 = ( 0 1 ⊕ 0 2 ⊕ 0 4 ) · S 0 , 0 =   S 0 , 0 ⊕ ( 0 2 · S 0 , 0 ) ( 0 4 · S 0 , 0 ) 　 　 　 　 3 )   此 处 的 矩 阵 乘 法 与 一 般 意 义 上 矩 阵 的 乘 法 有 所 不 同 ， 各 个 值 在 相 加 时 使 用 的 是 模 2 加 法 （ 相 当 于 是 异 或 运 算 ） 。 　 　 假 设 某 一 列 的 值 如 下 图 ， 运 算 过 程 如 下 ： 同 理 可 以 求 出 另 外 几 个 值 。 1 . 3 . 2   逆 向 列 混 淆 　 　 逆 向 列 混 淆 的 原 理 图 如 下 ： 由 于 ： 说 明 两 个 矩 阵 互 逆 ， 经 过 一 次 逆 向 列 混 淆 后 即 可 恢 复 原 文 。 1 . 4   轮 密 码 加 　 　 任 何 数 和 自 身 的 异 或 结 果 为 0 。 加 密 过 程 中 ， 每 轮 的 输 入 与 轮 密 钥 异 或 一 次 ； 因 此 ， 解 密 时 再 异 或 上 该 轮 的 密 钥 即 可 恢 复 输 入 。 1 . 5   密 钥 扩 展 　 　 密 钥 扩 展 的 原 理 图 如 下 ：
密 钥 扩 展 过 程 说 明 ： 　 　 　 　 1 )     将 初 始 密 钥 以 列 为 主 ， 转 化 为 4 个 3 2   b i t s 的 字 ， 分 别 记 为 w [ 0 … 3 ] ； 　 　 　 　 2 )     按 照 如 下 方 式 ， 依 次 求 解 w [ j ] ， 其 中 j 是 整 数 并 且 属 于 [ 4 , 4 3 ] ； 　 　 　 　 3 )     若 j % 4 = 0 , 则 w [ j ] = w [ j - 4 ] ⊕ g ( w [ j - 1 ] ) , 否 则 w [ j ] = w [ j - 4 ] ⊕ w [ j - 1 ] ； 　 　 函 数 g 的 流 程 说 明 ： 　 　 　 　 4 )     将 w 循 环 左 移 一 个 字 节 ； 　 　 　 　 5 )     分 别 对 每 个 字 节 按 S 盒 进 行 映 射 ； 　 　 　 　 6 )     与 3 2   b i t s 的 常 量 （ R C [ j / 4 ] , 0 , 0 , 0 ） 进 行 异 或 ， R C 是 一 个 一 维 数 组 ， 其 值 如 下 。 （ R C 的 值 只 需 要 有 1 0 个 ， 而 此 处 用 了 1 1 个 ， 实 际 上 R C [ 0 ] 在 运 算 中 没 有 用 到 ， 增 加 R C [ 0 ] 是 为 了 便 于 程 序 中 用 数 组 表 示 。 由 于 j 的 最 小 取 值 是 4 ， j / 4 的 最 小 取 值 则 是 1 ， 因 此 不 会 产 生 错 误 。 ） 　 　 　 　 　 　 R C   =   { 0 0 ,   0 1 ,   0 2 ,   0 4 ,   0 8 ,   1 0 ,   2 0 ,   4 0 ,   8 0 ,   1 B ,   3 6 } 　 　 四 、 　 四 、   常 用 加 密 算 法 的 对 比 常 用 加 密 算 法 的 对 比 　 　 这 么 多 种 对 称 加 密 算 法 ， 那 它 们 之 间 的 区 别 是 什 么 呢 ? R C 4 ：
定 义 ： R C 4 算 法 作 为 目 前 最 安 全 的 加 密 算 法 之 一 ， 在 1 9 8 7 年 被 R S A 三 人 组 中 的 头 号 人 物 罗 纳 德 所 创 建 。 密 钥 长 度 是 可 变 的 ， 可 变 范 围 为 1 - 2 5 6 字 节 ( 8 - 2 0 4 8 比 特 ) ， 但 一 般 为 2 5 6 字 节 。 　 　 优 势 ： R C 4 算 法 的 特 点 是 算 法 简 单 ， 运 行 速 度 快 ， 该 算 法 的 速 度 可 以 达 到 D E S 加 密 的 1 0 倍 左 右 ， 且 具 有 很 高 级 别 的 非 线 性 。 　 　 案 例 ： R C 4 算 法 的 运 用 很 广 泛 ， 起 初 是 用 于 保 护 商 业 机 密 ， 到 上 世 纪 九 十 年 代 ， 其 算 法 被 发 布 在 互 联 网 中 ， 扩 大 了 使 用 范 围 。 A p p 开 发 平 台 A P I C l o u d 将 R C 4 算 法 用 于 代 码 加 密 功 能 ， 开 发 者 在 平 台 中 编 译 时 可 选 择 这 个 功 能 ， 自 动 为 H t m l 、 J a v a s c r i p t 、 C s s 代 码 加 密 ， 同 时 该 A p p 在 运 行 过 程 中 实 时 解 密 ， A p p 退 出 即 焚 ， 不 留 下 解 密 痕 迹 。 A P I C l o u d 代 码 加 密 功 能 不 改 变 代 码 量 大 小 ， 不 影 响 运 行 效 率 ， 针 对 代 码 的 加 密 方 案 不 会 修 改 开 发 者 的 任 何 代 码 ， 加 密 后 的 代 码 不 会 比 加 密 前 多 出 一 个 字 节 ， 同 时 ， A P I C l o u d 在 端 底 层 嵌 入 了 特 殊 的 处 理 方 案 ， 保 证 代 码 加 密 前 后 ， A p p 的 运 行 效 率 、 使 用 体 验 不 受 影 响 。 　 　 A P I C l o u d 采 取 先 进 的 动 态 加 解 密 算 法 在 “ 二 进 制 ” 级 别 进 行 对 称 加 密 ， 编 译 一 次 ， 仅 生 效 一 次 ， 保 证 了 代 码 的 安 全 ， 防 止 代 码 被 反 编 译 ， 被 篡 改 ， 被 窃 取 数 据 ， 被 盗 版 ， 保 护 知 识 产 权 。 A P I C l o u d 这 项 加 密 技 术 一 经 推 出 ， 切 实 的 为 A P I C l o u d 的 开 发 者 解 决 了 代 码 加 密 的 问 题 ， 使 开 发 者 更 放 心 ， 更 专 心 。
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