很高兴和大家一起分享简单对称加密_对称加密基本原理的知识，希望对各位有所帮助。
对称加密是计算机加密领域最古老也是最经典的加密标准。虽然对称加密被认为不再是安全的加密方式，但是直到现在，还看不到它被淘汰的迹象。在很多非网络化的加密环境中，对称加密足以满足人们的需要。
对称加密采用单密钥加密方式，不论是加密还是解密都是用同一个密钥，即“一把钥匙开一把锁”。对称加密的好处在于操作简单、管理方便、速度快。它的缺点在于密钥在网络传输中容易被窃听，每个密钥只能应用一次，对密钥管理造成了困难。对称加密的实现形式和加密算法的公开性使它依赖于密钥的安全性，而不是算法的安全性。
一个对称加密系统由五个部分组成，可以表述为
S={M，C，K，E，D}
各字母的含义如下：
M：明文空间，所有明文的集合。
C：密文空间，全体密文的集合。
K：密钥空间，全体密钥的集合。
E：加密算法。
D：解密算法。
采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。
你好
先简单对称加密，让我们先从一个情景开始讲起，想当初我们在初中，高中，甚至于大学，每次考试都有人在试图如何更加隐蔽的作弊！那大家都想简单对称加密了什么方法呢？比如张三学习比李四好，李四就想在考试的时候让张三“帮助”一下自己，当然，他们俩不可能像我们平常对话一样说，第一题选A，第二题选B等等，为什么？因为监考老师明白他俩在谈论什么，也就是说这种沟通交流方式属于“明文”，所以李四就想：“我需要发明一种，只有我和张三明白的交流方式”，那李四做了什么呢？恩，李四去找张三说：“当我连续咳嗽三声的时候你看我，然后如果我摸了下左耳朵，说明你可以开始给我传答案了，如果没反应，那说明我真的是在咳嗽。。。。”， 然后，怎么传答案呢？很简单，“你摸左耳朵代表A, 摸右耳朵代表B，左手放下代表C，右手放下代表D”，好了，这就是他们的“算法(规则)”，将信息的一种形式(A,B,C,D)，这里我们称为“明文”，转换成了另一种形式(摸左耳朵，摸右耳朵，放左手，放右手)，这里称为“密文”，经过这种转换，很显然监考老师不会明白这些“密文”，这样，张三和李四就通过“密文”的形式实现了信息的交换。
其实，密码学不就是为了人们更好的加密传输么？有很多学者，科学家成年累月的工作，为的就是改进或者发明更好的加密算法，让这些加密算法加密的文本难以破解，达到数据安全传输的目的。
OK，回归正题，上面这个“作弊”的例子，其实就是一种对称加密算法！好了，我们来看一下对称加密算法的定义(来源:wikipedia)：
对称密钥加密（英语：Symmetric-key algorithm）又称为对称加密、私钥加密、共享密钥加密，是密码学中的一类加密算法。这类算法在加密和解密时使用相同的密钥，或是使用两个可以简单地相互推算的密钥。实务上，这组密钥成为在两个或多个成员间的共同秘密，以便维持专属的通讯联系。与公开密钥加密相比，要求双方取得相同的密钥是对称密钥加密的主要缺点之一
这里我想说一点的是，wikipedia的把Symmetric-key algorithm中文翻译是 对称密钥加密，我不想把这个key翻译成密钥，因为key仅仅是一个“钥”，这里翻译成密钥会让大家对后面所说的“公钥”，“密钥”，“私钥”等等的概念弄混，好了，所以我还是比较喜欢称之为“对称加密算法”，而后面说又称“私钥”加密，共享“密钥”，这里，“私钥”就等于“密钥”，没有任何区别，英文是“private key”。
ok，我们将定义结合我们前面的例子对应一下，“这类算法在加密和解密时使用相同的密钥，或是使用两个可以简单地相互推算的密钥”，其实在我们例子中，密钥就是“将(A,B,C,D)转换成(摸左耳朵，摸右耳朵，放左手，放右手)”这么一个规则。“实务上，这组密钥成为在两个或多个成员间的共同秘密，以便维持专属的通讯联系。” 这句话很好理解了吧，密钥是张三和李四间共同的秘密！只有他俩事先知道。
所以，为什么叫对称加密呢，你可以这么理解，一方通过密钥将信息加密后，把密文传给另一方，另一方通过这个相同的密钥将密文解密，转换成可以理解的明文。他们之间的关系如下：
明文 - 密钥 - 密文
1、3DES算法
3DES（即Triple DES）是DES向AES过渡的加密算法（1999年，NIST将3-DES指定为过渡的加密标准），加密算法，其具体实现如下：设Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密过程，K代表DES算法使用的密钥，M代表明文，C代表密文，这样：
3DES加密过程为：C=Ek3(Dk2(Ek1(M)))
3DES解密过程为：M=Dk1(EK2(Dk3(C)))
2、Blowfish算法
BlowFish算法用来加密64Bit长度的字符串。
BlowFish算法使用两个“盒”——unsignedlongpbox[18]和unsignedlongsbox[4,256]。
BlowFish算法中，有一个核心加密函数:BF_En(后文详细介绍）。该函数输入64位信息，运算后，以64位密文的形式输出。用BlowFish算法加密信息，需要两个过程：密钥预处理和信息加密。
分别说明如下：
密钥预处理：
BlowFish算法的源密钥——pbox和sbox是固定的。我们要加密一个信息，需要自己选择一个key，用这个key对pbox和sbox进行变换，得到下一步信息加密所要用的key_pbox和key_sbox。具体的变化算法如下：
1)用sbox填充key_sbox
2)用自己选择的key8个一组地去异或pbox，用异或的结果填充key_pbox。key可以循环使用。
比如说：选的key是"abcdefghijklmn"。则异或过程为：
key_pbox[0]=pbox[0]abcdefgh；
key_pbox[1]=pbox[1]ijklmnab；
…………
…………
如此循环，直到key_pbox填充完毕。
3)用BF_En加密一个全0的64位信息，用输出的结果替换key_pbox[0]和key_pbox[1],i=0；
4)用BF_En加密替换后的key_pbox,key_pbox[i+1]，用输出替代key_pbox[i+2]和key_pbox[i+3]；
5)i+2，继续第4步，直到key_pbox全部被替换；
6)用key_pbox[16]和key_pbox[17]做首次输入（相当于上面的全0的输入），用类似的方法，替换key_sbox信息加密。
信息加密就是用函数把待加密信息x分成32位的两部分:xL,xRBF_En对输入信息进行变换。
3、RC5算法
RC5是种比较新的算法，Rivest设计了RC5的一种特殊的实现方式，因此RC5算法有一个面向字的结构：RC5-w/r/b，这里w是字长其值可以是16、32或64对于不同的字长明文和密文块的分组长度为2w位，r是加密轮数，b是密钥字节长度。
扩展资料：
普遍而言，有3个独立密钥的3DES（密钥选项1）的密钥长度为168位（三个56位的DES密钥），但由于中途相遇攻击，它的有效安全性仅为112位。密钥选项2将密钥长度缩短到了112位，但该选项对特定的选择明文攻击和已知明文攻击的强度较弱，因此NIST认定它只有80位的安全性。
对密钥选项1的已知最佳攻击需要约2组已知明文，2部，2次DES加密以及2位内存（该论文提到了时间和内存的其它分配方案）。
这在现在是不现实的，因此NIST认为密钥选项1可以使用到2030年。若攻击者试图在一些可能的（而不是全部的）密钥中找到正确的，有一种在内存效率上较高的攻击方法可以用每个密钥对应的少数选择明文和约2次加密操作找到2个目标密钥中的一个。
参考资料来源：百度百科-3DES
参考资料来源：百度百科-BLOWFISH
参考资料来源：百度百科-RC5
（一）对称加密（Symmetric Cryptography）
对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密（encryption）与解密（decryption）用的是同样的密钥（secret key）,这种方法在密码学中叫做对称加密算法。对称加密有很多种算法，由于它效率很高，所以被广泛使用在很多加密协议的核心当中。
对称加密通常使用的是相对较小的密钥，一般小于256 bit。因为密钥越大，加密越强，但加密与解密的过程越慢。如果你只用1 bit来做这个密钥，那黑客们可以先试着用0来解密，不行的话就再用1解；但如果你的密钥有1 MB大，黑客们可能永远也无法破解，但加密和解密的过程要花费很长的时间。密钥的大小既要照顾到安全性，也要照顾到效率，是一个trade-off。
2000年10月2日，美国国家标准与技术研究所（NIST--American National Institute of Standards and Technology）选择了Rijndael算法作为新的高级加密标准（AES--Advanced Encryption Standard）。.NET中包含了Rijndael算法，类名叫RijndaelManaged，下面举个例子。
加密过程：
private string myData = "hello";
private string myPassword = "OpenSesame";
private byte[] cipherText;
private byte[] salt = { 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x5, 0x4, 0x3, 0x2, 0x1, 0x0 };
private void mnuSymmetricEncryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
var key = new Rfc2898DeriveBytes(myPassword, salt);
// Encrypt the data.
var algorithm = new RijndaelManaged();
algorithm.Key = key.GetBytes(16);
algorithm.IV = key.GetBytes(16);
var sourceBytes = new System.Text.UnicodeEncoding().GetBytes(myData);
using (var sourceStream = new MemoryStream(sourceBytes))
using (var destinationStream = new MemoryStream())
using (var crypto = new CryptoStream(sourceStream, algorithm.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Read))
{
moveBytes(crypto, destinationStream);
cipherText = destinationStream.ToArray();
}
MessageBox.Show(String.Format("Data:{0}{1}Encrypted and Encoded:{2}", myData, Environment.NewLine, Convert.ToBase64String(cipherText)));
}
private void moveBytes(Stream source, Stream dest)
{
byte[] bytes = new byte[2048];
var count = source.Read(bytes, 0, bytes.Length);
while (0 != count)
{
dest.Write(bytes, 0, count);
count = source.Read(bytes, 0, bytes.Length);
}
}
解密过程：
private void mnuSymmetricDecryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
if (cipherText == null)
{
MessageBox.Show("Encrypt Data First!");
return;
}
var key = new Rfc2898DeriveBytes(myPassword, salt);
// Try to decrypt, thus showing it can be round-tripped.
var algorithm = new RijndaelManaged();
algorithm.Key = key.GetBytes(16);
algorithm.IV = key.GetBytes(16);
using (var sourceStream = new MemoryStream(cipherText))
using (var destinationStream = new MemoryStream())
using (var crypto = new CryptoStream(sourceStream, algorithm.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Read))
{
moveBytes(crypto, destinationStream);
var decryptedBytes = destinationStream.ToArray();
var decryptedMessage = new UnicodeEncoding().GetString(
decryptedBytes);
MessageBox.Show(decryptedMessage);
}
}
对称加密的一大缺点是密钥的管理与分配，换句话说，如何把密钥发送到需要解密你的消息的人的手里是一个问题。在发送密钥的过程中，密钥有很大的风险会被黑客们拦截。现实中通常的做法是将对称加密的密钥进行非对称加密，然后传送给需要它的人。
（二）非对称加密（Asymmetric Cryptography）
1976年，美国学者Dime和Henman为解决信息公开传送和密钥管理问题，提出一种新的密钥交换协议，允许在不安全的媒体上的通讯双方交换信息，安全地达成一致的密钥，这就是“公开密钥系统”。相对于“对称加密算法”这种方法也叫做“非对称加密算法”。
非对称加密为数据的加密与解密提供了一个非常安全的方法，它使用了一对密钥，公钥（public key）和私钥（private key）。私钥只能由一方安全保管，不能外泄，而公钥则可以发给任何请求它的人。非对称加密使用这对密钥中的一个进行加密，而解密则需要另一个密钥。比如，你向银行请求公钥，银行将公钥发给你，你使用公钥对消息加密，那么只有私钥的持有人--银行才能对你的消息解密。与对称加密不同的是，银行不需要将私钥通过网络发送出去，因此安全性大大提高。
目前最常用的非对称加密算法是RSA算法，是Rivest, Shamir, 和Adleman于1978年发明，他们那时都是在MIT。.NET中也有RSA算法，请看下面的例子：
加密过程：
private byte[] rsaCipherText;
private void mnuAsymmetricEncryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
var rsa = 1;
// Encrypt the data.
var cspParms = new CspParameters(rsa);
cspParms.Flags = CspProviderFlags.UseMachineKeyStore;
cspParms.KeyContainerName = "My Keys";
var algorithm = new RSACryptoServiceProvider(cspParms);
var sourceBytes = new UnicodeEncoding().GetBytes(myData);
rsaCipherText = algorithm.Encrypt(sourceBytes, true);
MessageBox.Show(String.Format("Data: {0}{1}Encrypted and Encoded: {2}",
myData, Environment.NewLine,
Convert.ToBase64String(rsaCipherText)));
}
解密过程：
private void mnuAsymmetricDecryption_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
if(rsaCipherText==null)
{
MessageBox.Show("Encrypt First!");
return;
}
var rsa = 1;
// decrypt the data.
var cspParms = new CspParameters(rsa);
cspParms.Flags = CspProviderFlags.UseMachineKeyStore;
cspParms.KeyContainerName = "My Keys";
var algorithm = new RSACryptoServiceProvider(cspParms);
var unencrypted = algorithm.Decrypt(rsaCipherText, true);
MessageBox.Show(new UnicodeEncoding().GetString(unencrypted));
}
虽然非对称加密很安全，但是和对称加密比起来，它非常的慢，所以我们还是要用对称加密来传送消息，但对称加密所使用的密钥我们可以通过非对称加密的方式发送出去。为了解释这个过程，请看下面的例子：
（1） Alice需要在银行的网站做一笔交易，她的浏览器首先生成了一个随机数作为对称密钥。
（2） Alice的浏览器向银行的网站请求公钥。
（3） 银行将公钥发送给Alice。
（4） Alice的浏览器使用银行的公钥将自己的对称密钥加密。
（5） Alice的浏览器将加密后的对称密钥发送给银行。
（6） 银行使用私钥解密得到Alice浏览器的对称密钥。
（7） Alice与银行可以使用对称密钥来对沟通的内容进行加密与解密了。
（三）总结
（1） 对称加密加密与解密使用的是同样的密钥，所以速度快，但由于需要将密钥在网络传输，所以安全性不高。
（2） 非对称加密使用了一对密钥，公钥与私钥，所以安全性高，但加密与解密速度慢。
（3） 解决的办法是将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密，然后发送出去，接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥，然后双方可以使用对称加密来进行沟通。
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简单对称加密你的加密有问题 会有歧义码：
比如0-3 9-3 如果还原的话 3 还原到0，9就丢失简单对称加密了：
因为-1%9 = -1 所以要还原必须再多加一个周期
(9-1)%9 = 8:
void DeChar(char* p)
{
for( int i=0; istrlen(p); i++ )
{
if (p[i] = '0' p[i] = '9' )
{
p[i] = (((p[i] - 3 + '9'-'0') - '0') % ('9'-'0')) + '0';
}else if( p[i] = 'a' p[i] = 'z' )
{
p[i] = (((p[i] - 4 + 'z' - 'a' ) - 'a') % ('z' - 'a') ) + 'a';
}else if( p[i] = 'A' p[i] = 'Z' )
{
p[i] = (((p[i] - 5 + 'Z' - 'A' ）- 'A') % ('Z' - 'A')) + 'A';
}
}
}
把取模增加1就好了 改一下：
void EnChar(char* p)
{
for( int i=0; istrlen(p); i++ )
{
if (p[i] = '0' p[i] = '9' )
{
p[i] = (((p[i] + 3) - '0') % ('9'-'0'+1)) + '0';
}else if( p[i] = 'a' p[i] = 'z' )
{
p[i] = (((p[i] + 4) - 'a') % ('z' - 'a'+1) ) + 'a';
}else if( p[i] = 'A' p[i] = 'Z' )
{
p[i] = (((p[i] + 5) - 'A') % ('Z' - 'A'+1)) + 'A';
}
}
}
void DeChar(char* p)
{
for( int i=0; istrlen(p); i++ )
{
if (p[i] = '0' p[i] = '9' )
{
p[i] = (((p[i] - 3 + '9'-'0'+1) - '0') % ('9'-'0'+1)) + '0';
}else if( p[i] = 'a' p[i] = 'z' )
{
p[i] = (((p[i] - 4 + 'z' - 'a'+1 ) - 'a') % ('z' - 'a'+1) ) + 'a';
}else if( p[i] = 'A' p[i] = 'Z' )
{
p[i] = (((p[i] - 5 + 'Z' - 'A' +1）- 'A') % ('Z' - 'A'+1)) + 'A';
}
}
}
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