介紹

對稱加密算法是應(yīng)用較早的加密算法，技術(shù)成熟。在對稱加密算法中，數(shù)據(jù)發(fā)信方將明文（原始數(shù)據(jù)）和加密密鑰一起經(jīng)過特殊加密算法處理后，使其變成復(fù)雜的加密密文發(fā)送出去。收信方收到密文后，若想解讀原文，則需要使用加密用過的密鑰及相同算法的逆算法對密文進行解密，才能使其恢復(fù)成可讀明文。在對稱加密算法中，使用的密鑰只有一個，發(fā)收信雙方都使用這個密鑰對數(shù)據(jù)進行加密和解密，這就要求解密方事先必須知道加密密鑰。目前常用的加解密算法有：DES、3DES、AES、Blowfish、IDEA、RC5、RC6。

幾種常用算法介紹

對稱加密算法用來對敏感數(shù)據(jù)等信息進行加密，常用的算法包括：

DES（Data Encryption Standard）：數(shù)據(jù)加密標準，速度較快，適用于加密大量數(shù)據(jù)的場合。
3DES（Triple DES）：是基于DES，對一塊數(shù)據(jù)用三個不同的密鑰進行三次加密，強度更高。
AES（Advanced Encryption Standard）：高級加密標準，是下一代的加密算法標準，速度快，安全級別高；

1、DES算法

數(shù)據(jù)加密標準DES(Data Encryption Standard)是一種分組加密算法，以64位為分組，基于56位密鑰來對數(shù)據(jù)進行加密。

算法描述：

DES是一種典型的塊密碼—一種將固定長度的平文通過一系列復(fù)雜的操作變成同樣長度的密文的算法。對DES而言，塊長度為64位。同時，DES使用密鑰來自定義變換過程，因此算法認為只有持有加密所用的密鑰的用戶才能解密密文。密鑰表面上是64位的，然而只有其中的56位被實際用于算法，其余8位可以被用于奇偶校驗，并在算法中被丟棄。因此，DES的有效密鑰長度為56位，通常稱DES的密鑰長度為56位。來源：數(shù)據(jù)加密標準

算法原理：

DES算法把64位的明文輸入塊變?yōu)?4位的密文輸出塊，它所使用的密鑰也是64位，其算法主要分為兩步：

1. 初始置換
   其功能是把輸入的64位數(shù)據(jù)塊按位重新組合,并把輸出分為L0、R0兩部分，每部分各長32位，其置換規(guī)則為將輸入的第58位換到第一位，第50位換到第2位……依此類推,最后一位是原來的第7位。L0、R0則是換位輸出后的兩部分，L0是輸出的左32位，R0是右32位，例：設(shè)置換前的輸入值為D1D2D3……D64，則經(jīng)過初始置換后的結(jié)果為:L0=D58D50……D8；R0=D57D49……D7。
2. 逆置換
   經(jīng)過16次迭代運算后，得到L16、R16,將此作為輸入，進行逆置換，逆置換正好是初始置換的逆運算，由此即得到密文輸出。

DES算法流程圖

以上為DES算法流程圖，詳細的DES加密過程參考：des算法和 DES加密解密算法詳解。

2、3DES算法

3DES（或稱為Triple DES）是三重數(shù)據(jù)加密算法（TDEA，Triple Data Encryption Algorithm）塊密碼的通稱。它相當于是對每個數(shù)據(jù)塊應(yīng)用三次DES加密算法。由于計算機運算能力的增強，原版DES密碼的密鑰長度變得容易被暴力破解；3DES即是設(shè)計用來提供一種相對簡單的方法，即通過增加DES的密鑰長度來避免類似的攻擊，而不是設(shè)計一種全新的塊密碼算法。來源三重數(shù)據(jù)加密算法

算法原理

使用3條56位的密鑰對 數(shù)據(jù)進行三次加密。3DES（即Triple DES）是DES向AES過渡的加密算法(1999年，NIST將3-DES指定為過渡的加密標準)。
其具體實現(xiàn)如下：設(shè)Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密過程，K代表DES算法使用的密鑰，P代表明文，C代表密文，這樣：
3DES加密過程為：C=Ek3(Dk2(Ek1(P)))
3DES解密過程為：P=Dk1(EK2(Dk3(C)))

3、AES算法

2000年10月，NIST（美國國家標準和技術(shù)協(xié)會）宣布通過從15種侯選算法中選出的一項新的密匙加密標準。Rijndael被選中成為將來的AES。 Rijndael是在 1999 年下半年，由研究員 Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 創(chuàng)建的。AES 正日益成為加密各種形式的電子數(shù)據(jù)的實際標準。
美國標準與技術(shù)研究院 (NIST) 于 2002 年 5 月 26 日制定了新的高級加密標準 (AES) 規(guī)范。

算法原理

AES加解密的流程圖

AES 算法基于排列和置換運算。AES加密過程涉及到4種操作：字節(jié)替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和輪密鑰加（AddRoundKey）。從上圖可以看出：

1）解密過程的每一步分別對應(yīng)操作的逆操作
2）加解密所有操作的順序正好是相反的。正是由于這兩點保證了解密能夠正確地恢復(fù)明文。加解密中每輪的密鑰分別由初始密鑰擴展得到。算法中16字節(jié)的明文、密文和輪密鑰都以一個4x4的矩陣表示。

AES 是一個迭代的、對稱密鑰分組的密碼，它可以使用128、192 和 256 位密鑰，并且用 128 位（16字節(jié)）分組加密和解密數(shù)據(jù)。與公共密鑰密碼使用密鑰對不同，對稱密鑰密碼使用相同的密鑰加密和解密數(shù)據(jù)。通過分組密碼返回的加密數(shù)據(jù)的位數(shù)與輸入數(shù)據(jù)相同。迭代加密使用一個循環(huán)結(jié)構(gòu)，在該循環(huán)中重復(fù)置換和替換輸入數(shù)據(jù)。算法詳細過程參考：密碼算法詳解——AES及高級加密標準

AES與3DES的比較

參考文章：
常用加密算法的Java實現(xiàn)總結(jié)(二)
SSL常見加密算法