DES、AES简介

DES简介

DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，1977年被美国国家标准局（NIST）确定为联邦信息处理标准（FIPS），并作为商用数据加密标准。DES使用56位密钥和64位的分组长度，通过一系列置换、替换和移位等操作来实现加密和解密。

DES的加密过程包括初始置换、16轮的Feistel网络运算和最终置换三个步骤。初始置换将64位明文按照固定的规则重新排列，然后进入16轮的Feistel网络运算，在每一轮中使用不同的48位子密钥进行扩展、置换和替换操作，最后进行最终置换得到密文。

DES的主要特点包括：

固定的块大小和密钥长度：64位的数据块和56位的密钥长度。
16轮的Feistel网络结构：每轮使用不同的子密钥进行操作，增加了加密的复杂性。
置换、替换和移位操作：通过这些操作混淆数据，增加了加密的随机性。
作为商用加密标准：DES曾经是商用加密领域的主流标准，但由于密钥长度较短，易受到暴力破解攻击。
尽管DES曾经是商用加密标准，但随着计算机算力的提升以及密码学技术的发展，DES的安全性逐渐受到挑战。因此，在实际应用中，通常会选择更安全的加密算法，如AES（Advanced Encryption Standard），来替代DES。

AES简介

AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，被广泛应用于保护敏感数据的安全性。AES算法由比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen设计，2001年被美国国家标准技术研究所（NIST）确定为替代DES的新的加密标准。

AES算法使用128位、192位或256位的密钥长度，并且固定的块大小为128位。AES算法的加密过程包括字节替换（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）等步骤，经过多轮的处理后得到密文。

AES的主要特点包括：

可变的密钥长度：支持128位、192位和256位三种密钥长度，提供了更高的安全性选择。
固定的块大小：所有版本的AES都使用128位的数据块长度，确保了加密操作的一致性和效率。
多轮的加密结构：AES使用不同轮数的处理来提高加密的强度，128位密钥长度的AES使用10轮加密，192位和256位分别使用12轮和14轮加密。
高效的软件和硬件实现：AES算法的设计考虑了各种平台上的高效实现，使其成为广泛应用的加密标准。
由于AES算法的高安全性和高效性，在许多领域得到了广泛的应用，包括网络通信、数据库加密、文件加密等。AES已成为目前最为流行的对称加密算法之一，并在许多国家和组织的安全标准中得到了采用。

加密流程图

解密流程图

AES 加解密 Python 代码

from Crypto.Cipher import AES# 设置密钥，必须为 16、24 或 32 字节长度
key = b'secret_key123456'def aes_encrypt(plain_text):# 创建 AES 对象，设置加密模式和密钥cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)# 对明文进行填充plain_text += (AES.block_size - len(plain_text) % AES.block_size) * '\0'# 加密明文并返回结果return cipher.encrypt(plain_text.encode())def aes_decrypt(cipher_text):# 创建 AES 对象，设置解密模式和密钥cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)# 解密密文并去除填充plain_text = cipher.decrypt(cipher_text).decode().rstrip('\0')# 返回明文结果return plain_text