DES加密

DES 对称加密方式，在通信过程中经常用到。DES有四种加密模式：

 

1. ECB

Electronic Codebook

最古老简单的模式，加密数据长度必须为8的倍数（不足8位添加padding），密钥必须为8位。不依赖向量，易受到字典攻击。不推荐。

2. CBC

Cipher Block Chaining

引入初始化vector，可以使用不同的Vector产生不同的密文。缺点一个错误发生后，当前和以后的数据都会被影响。

3. CFB

Cipher Feedback 

加密反馈模式克服了需要等待8个字节才能加密的缺点，它采用了分组密码作为流密码的密钥流生成器。缺点一旦某位数据出错,会影响目前和其后8个块的数据;

4. OFB

Output Feedback 

 

其中以ECB模式最简单，不依赖向量，缺点也比较明显，易受到字典攻击。推荐使用CFB方式加密。

下面探讨一下ECB各语言下的实现。

 

一. C实现

C语言下可调用第三方库openssl实现DES加密。

#include <openssl/des.h>

/**
 * @brief DES ECB加解密,暂时不选用CBC
 * @param pSrc [in] 源字符串
 * @param pLen 源字符串长度
 * @param key  [in] 密钥
 * @param kLen 密钥长度
 * @param enc 操作类型，DES_ENCRYPT加密，DES_DECRYPT解密
 * @param cipher [out] 加密后的字符串
 * @param oLen [out] 加密后的字符串长度
 *
 * @return 加密后的字符串
 */
std::string _DESCode( const char *pSrc,
							int pLen,
							char *key,
							int kLen,
							int *oLen,
							int enc )
{
	std::string strCipher;
	std::vector<unsigned char> ciphers;
	
	DES_cblock keyEncrypt;
	memset( (void*)keyEncrypt,0,8 );
	
	// 只取key的8位
	memcpy( (void*)keyEncrypt,
			(void*)key,
			kLen >=8?8:kLen );
	
	// 设置key
	DES_key_schedule keySchedule;
	DES_set_key_unchecked(&keyEncrypt, &keySchedule);
	
	const_DES_cblock inputText;		// 每次输入8位
	DES_cblock outputText;			// 每次输出8位
	unsigned char tmp[8];			// 中间结果
	
	// 每次加密8字节
	for( int i = 0; i < pLen/8; i++ ) 
	{
		memcpy( inputText, pSrc + i*8,8 );
		DES_ecb_encrypt( &inputText,&outputText,&keySchedule,enc );
		memcpy( tmp,outputText,8 );

		// 汇总
		for( int j=0; j<8; j++ )
		{
			ciphers.push_back( tmp[j] );
		}
	}
	
	// 不足8倍数补齐
	if( pLen%8 ) 
	{
		int tmp1 = pLen/8*8;
		int tmp2 = pLen - tmp1;
		memset( (void*)inputText,0,8 );							// 填充0
		memcpy( (void*)inputText,(void*)(pSrc + tmp1), tmp2 );	// 剩余部分

		DES_ecb_encrypt( &inputText,&outputText,&keySchedule,enc );
		memcpy( tmp,outputText,8 );

		// 汇总
		for( int j=0; j<8; j++ )
		{
			ciphers.push_back( tmp[j] );
		}
	}
	
	// 复制结果
	strCipher.clear();
	strCipher.assign( ciphers.begin(),ciphers.end() );
	
	// 密文长度
	*oLen = ciphers.size();
	if( enc == DES_DECRYPT )
	{
		*oLen = strCipher.size();
	}
	
	return strCipher;
}

 

2. java实现

public static final String ALGORITHM_DES = "DES/ECB/NoPadding";	// ECB

/**
 * DES算法，加密
 *
 * @param data 待加密字符串，数据不足8位倍数会自动补全
 * @param key  加密私钥，长度不能够小于8位
 * @return 加密后的字节数组，一般结合Base64编码使用
 * @throws InvalidAlgorithmParameterException 
 * @throws Exception 
 */
public static byte[] encode(String key,String data) {
	if(data == null)
		return null;
	
	// ECB模式下，待加密字符串长度必须为8的倍数
	data = fillZero(data);
	
	try{
		DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key.getBytes());	    	
		SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
		
		// key的长度不能够小于8位字节
		Key secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);
		Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM_DES);
		
		// 加密
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);           
		byte[] bytes = cipher.doFinal(data.getBytes());            
		return bytes;
	}catch(Exception e){
		System.out.println(e.getMessage());
	}
	
	return null;
}
	
/**
 * DES算法，解密
 *
 * @param data 待解密字符串
 * @param key  解密私钥，长度不能够小于8位
 * @return 解密后的字节数组，数据不足8位倍数会自动补全，需去除\0
 * @throws Exception 异常
 */
public static String decode(String key,byte[] data) {
	if(data == null)
		return null;
	
	try {
		DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key.getBytes());
		SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
		
		// key的长度不能够小于8位字节
		Key secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);
		Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM_DES);
	   
		// 解密
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
		
		// 去除空格
		byte[] output = cipher.doFinal(data);
		int i = 0;
		for( i=output.length-1; i>=0; i-- ){
			if( output[i] != '\0' )
				break;
		}
		
		return new String(output,0,i+1);
	} catch (Exception e){
		System.out.println(e.getMessage());
	}
	
	return null;
}

 

参考资料：

https://en.wikipedia.org/wiki/Block_cipher_mode_of_operation