对称密码

流密码

分组密码（块密码）

分组密码工作模式

电子密码本模式（ECB）

优点
- 可以并行加密比特块
- 块密码的简单实现方式
缺点
- 易受密码分析的攻击，因为明文与密文之间存在直接关系
- 相同的明文块生成相同的密文块，这可能暴露出模式

密文反馈（CFB）

密码块链接（CBC）

加密算法的输入是明文分组和前一个密文分组的异或，同样均使用相同的密钥进行加密。其中第一个明文加密时，需先与初始向量异或，再进入加密算法进行加密。

OFB

PCBC

DES

数据加密标准（Data Encryption Standard，简称 DES）是一种对称密钥加密算法，广泛用于电子数据保护。它是由 IBM 开发的，并在 1977 年被美国国家标准协会（ANSI）采用为联邦信息处理标准（FIPS PUB 46），后来成为一种广泛使用的加密标准。

加密流程图如下：

DES加密流程图

块密码：DES 将固定长度的明文（64 位）分为多个 64 位的块进行处理。

密钥长度：使用 56 位的密钥进行加密，虽然实际的密钥长度为 64 位，但每第 8 位用于奇偶校验。

轮数：DES 采用 16 轮的加密操作，每一轮包含选择、置换和混合步骤。

假设，明文为 M = Hello World!

转换为二进制

01001000 01100101 01101100 01101100 01101111 00100000 01010111 01101111 01110010 01101100 01100100 00100001

decimal_number = int(binary_string, 2)

按照 64 位分组

b1:

b2:

01110010
01101100
01100100
00100001
padding
padding
padding
padding

KEY:

初始置换

DES初始置换表

即将输入的第 58 位换到第 1 位，第 50 位换到第 2 位，依此类推，最后一位是原来的第 7 位。

终止置换
扩展置换

S 盒压缩处理

使用了 8 个不同的 S-盒

S 盒

每个 S 盒接受 6 位输入，并返回 4 位输出

弱密钥

弱密钥的出现源于密钥调度算法中的循环左移操作。

在生成子密钥时，56 位密钥被分成两个 28 位的半部分。
如果初始的 C₀ 和 D₀ 全部由 0 或全部由 1 组成，那么无论进行多少次循环左移，C₀ 和 D₀ 的值都不会改变！
这意味着：所有 16 轮的子密钥（K1 ~ K16）都将完全相同。

有 4 个明确的弱密钥

弱密钥（十六进制表示，含校验位） C₀ 状态 (28位) D₀ 状态 (28位) 原因
0x0101010101010101 全 0 全 0 全0的半部分
0xFEFEFEFEFEFEFEFE 全 1 全 1 全1的半部分
0x1F1F1F1F0E0E0E0E 全 0 全 1 一个全0，一个全1
0xE0E0E0E0F1F1F1F1 全 1 全 0 一个全1，一个全0

这意味着：加密函数和解密函数是同一个函数。E(K, E(K, P)) = P

示例：

https://github.com/VoidHack/write-ups/tree/master/SharifCTF%208/crypto/DES

3DES

参考资料

53616c7465645f5f0c160de825c4925b6543fa6c52dc91b4487b8252966d9de6aec8508b95522f879232bf89e3066440

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