豌豆

根据密钥的使用方法，可以将密钥分为两种：

• 对称密钥 是指在加密和解密时使用同一密钥的方式
• 公钥 加密和解密使用的不是同一种密钥，也称 非对称密钥

单向散列是由单向散列函数计算出来的一组数值。它不能保证数据的机密性，是用来保证数据的完整性的。例如，有安全意识的软件发布者会向用户公布软件的散列值，一般是 MD5. 可以通过检验软件的 MD5 散列值，判断软件是否被篡改过。

随机数可以通过硬件生成，也可以通过软件来生成。通过硬件生成的随机数列，是根据传感器收集的热量、声音的变化等事实上无法预测和重现的自然现象信息来生成的，可以称为 真随机数 . 而一般由软件生成的随机数是可以周期性重现的，这种随机数称为 伪随机数 。生成随机数的软件叫做 伪随机数生成器 。

DES 是一种将 64bit 的明文加密成 64bit 密文的对称密钥算法，它是密钥长度也是 64bit,但是它的密钥每隔 7bit 会设置一个用于错误检查的 bit, 所以实质上其密钥长度是 56bit . 因为 DES 每次只能加密 64bit 明文，所以需要对超过 64bit 的明文进行分组。以分组为单位进行处理的密码算法也称为 分组密码 。分组后的明文以什么样的方式进行加密，我们称之为 模式(mode) 。 DES 的基本结构以其设计者的名字(Horst Feistel)命名，也称 Feistel 网络可 Feistel结构。在 Feistel 结构中，将 64bit 明文再分作两部分，每部分 32bit。假如标记为 A B 两部分，那么有如下步骤：

1. 对 B 使用子密钥 subkey 进行加密运算，生成 B^'： f(B,subkey) = B'
2. B^~ 与 A 进行异或运算，生成 C : B' XOR A = C
3. C 与 B 组合，生成密文 D : C # B = D

这三个步骤称为一个 轮(round) .可以看到，密文D的后半部分 B 没有被加密。我们将组成 D 的 C 与 B 部分进行互置，即令 A = B, B = C，再重复上面的步骤 1 ~ 3 ，这样明文的每一个部分都被加密了。 DES 就是一种由 16 个轮循环组成的 Feistel 网络。每一轮都会生成一个不同的密钥，所以称为子密钥。

DES 可以在有限时间内被暴力破解。三重DES 作为 DES 的代替品产生了。三重DES 是为了增加 DES 的强度，将 DES 算法重复 3 次所得到的一种密码算法。也叫 TDEA(Triple Date Encryption Algorithm), 也简写作 3DES ,或 DES3 . 需要注意的，3DES 并不是将 DES 加密过程重复3将，而是将 DES 算法重复 3 次，其过程是:

1. 使用密钥 K1 对明文进行 DES 加密
2. 使用密钥 K2 对步骤1 产生的密文进行解密
3. 使用密钥 K3 对步骤2 产生的 "明文" 进行加密

这一过程是由 IBM 公司设计出来的，其目的是为了兼容 DES 算法：如果这 3 个步骤使用了相同的密钥，那么其加密就与 DES 完全相同了。 如果步骤1 和步骤3 使用相同的密钥，而步骤2 使用不同的密钥，这种三重 DES 称为 DES-EDE2, EDE 表示 Encryption-Decryption-Encryption。 而正是由于 3DES 特别重视向下兼容，导致其效率低且不够安全，所以在实际中很少被使用。

AES (Advanced Encryption Standard) 是取代 DES 成为新标准的一种对称密钥算法。全世界的科学家提交了多个对称密钥算法为在AES 的候选，而最终在 2000年， 从这些候选算法中先出一种名为 Rijhdeal 的对称密码算法，将其确定为 AES 算法。 和 DES 一样， AES(Rijndeal) 也是由多个 轮构成的，不过不是 Feistel 结构 ，而是 SPN 结构，每一轮分为为 SubBytes, ShiftRows, MixColumns 和 AddRoundKey 4 个步骤

前面提到的 DES 和 AES 都只能加密固定长度的明文，如果需要加密任意长度的明文，就需要对分组密码进行迭代，这个迭代的方法就是所谓的 "模式"。分组密码的主要模式有如下 5 种:

• ECB Electronic CodeBook mode (电子密码本)
• CBC Cipher Block Chaining mode (密码分组链接)
• CFB Cipher FeedBack mode (密码反馈)
• OFB Output FeedBack mode (输出反馈)
• CTR CounTeR mode (计数器)

在 CBC 模式中，密文分组是像链条一样相互连接在一起的。首先将明文分组与前一个密文分组进行 XOR 运算，再进行加密。 当加密第一个明文分组时，由于不存在 "前一个密文分组" ，因此需要事先准备一个长度为一个分组比特序列，这个比特序列称为 初始化向量(Initialzation Vector) ,通缩写为 IV 。为了安全，每次加密时都会随机产生一个随机的比特序列来作为初始化向量。