今天给各位分享关于对称加密算法初始向量的知识，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站。
加密的原因：保证数据安全
加密必备要素：1、明文/密文 2、秘钥 3、算法
秘钥：在密码学中是一个定长的字符串、需要根据加密算法确定其长度
加密算法解密算法一般互逆、也可能相同
常用的两种加密方式：
对称加密：秘钥：加密解密使用同一个密钥、数据的机密性双向保证、加密效率高、适合加密于大数据大文件、加密强度不高(相对于非对称加密)
非对称加密：秘钥：加密解密使用的不同秘钥、有两个密钥、需要使用密钥生成算法生成两个秘钥、数据的机密性只能单向加密、如果想解决这个问题、双向都需要各自有一对秘钥、加密效率低、加密强度高
公钥：可以公开出来的密钥、公钥加密私钥解密
私钥：需要自己妥善保管、不能公开、私钥加密公钥解密
安全程度高：多次加密
按位异或运算
凯撒密码：加密方式 通过将铭文所使用的字母表按照一定的字数平移来进行加密
mod：取余
加密三要素：明文/密文(字母)、秘钥(3)、算法(向右平移3/-3)
安全常识：不要使用自己研发的算法、不要钻牛角尖、没必要研究底层实现、了解怎么应用；低强度的密码比不进行任何加密更危险；任何密码都会被破解；密码只是信息安全的一部分
保证数据的机密性、完整性、认证、不可否认性
计算机操作对象不是文字、而是由0或1排列而成的比特序列、程序存储在磁盘是二进制的字符串、为比特序列、将现实的东西映射为比特序列的操作称为编码、加密又称之为编码、解密称之为解码、根据ASCII对照表找到对应的数字、转换成二进制
三种对称加密算法：DES\3DES\ aes
DES：已经被破解、除了用它来解密以前的明文、不再使用
密钥长度为56bit/8、为7byte、每隔7个bit会设置一个用于错误检查的比特、因此实际上是64bit
分组密码(以组为单位进行处理)：加密时是按照一个单位进行加密(8个字节/64bit为一组)、每一组结合秘钥通过加密算法得到密文、加密后的长度不变
3DES:三重DES为了增加DES的强度、将DES重复三次所得到的一种加密算法 密钥长度24byte、分成三份 加密--解密--加密 目的：为了兼容DES、秘钥1秘钥2相同==三个秘钥相同 ---加密一次 密钥1秘钥3相同--加密三次 三个密钥不相同最好、此时解密相当于加密、中间的一次解密是为了有三个密钥相同的情况
此时的解密操作与加密操作互逆，安全、效率低
数据先解密后加密可以么？可以、解密相当于加密、加密解密说的是算法
aes：(首选推荐)底层算法为Rijndael 分组长度为128bit、密钥长度为128bit到256bit范围内就可以 但是在aes中、密钥长度只有128bit\192bit\256bit 在go提供的接口中、只能是16字节(128bit)、其他语言中秘钥可以选择
目前为止最安全的、效率高
底层算法
分组密码的模式：
按位异或、对数据进行位运算、先将数据转换成二进制、按位异或操作符^、相同为真、不同为假、非0为假 按位异或一次为加密操作、按位异或两次为解密操作：a和b按位异或一次、结果再和b按位异或
ECB : 如果明文有规律、加密后的密文有规律不安全、go里不提供该接口、明文分组分成固定大小的块、如果最后一个分组不满足分组长度、则需要补位
CBC：密码链
问题：如何对字符串进行按位异或？解决了ECB的规律可查缺点、但是他不能并行处理、最后一个明文分组也需要填充 、初始化向量长度与分组长度相同
CFB:密文反馈模式
不需要填充最后一个分组、对密文进行加密
OFB：
不需要对最后一组进行填充
CTR计数器:
不需要对最后一组进行填充、不需要初始化向量
Go中的实现
官方文档中：
在创建aes或者是des接口时都是调用如下的方法、返回的block为一个接口
func NewCipher(key [] byte ) ( cipher . Block , error )
type Block interface {
// 返回加密字节块的大小
BlockSize() int
// 加密src的第一块数据并写入dst，src和dst可指向同一内存地址
Encrypt(dst, src []byte)
// 解密src的第一块数据并写入dst，src和dst可指向同一内存地址
Decrypt(dst, src []byte)
}
Block接口代表一个使用特定密钥的底层块加/解密器。它提供了加密和解密独立数据块的能力。
Block的Encrypt/Decrypt也能进行加密、但是只能加密第一组、因为aes的密钥长度为16、所以进行操作的第一组数据长度也是16
如果分组模式选择的是cbc
func NewCBCEncrypter(b Block, iv []byte) BlockMode 加密
func NewCBCDecrypter(b Block, iv []byte) BlockMode 解密
加密解密都调用同一个方法CryptBlocks()
并且cbc分组模式都会遇到明文最后一个分组的补充、所以会用到加密字节的大小
返回一个密码分组链接模式的、底层用b加密的BlockMode接口，初始向量iv的长度必须等于b的块尺寸。iv自己定义
返回的BlockMode同样也是一个接口类型
type BlockMode interface {
// 返回加密字节块的大小
BlockSize() int
// 加密或解密连续的数据块，src的尺寸必须是块大小的整数倍，src和dst可指向同一内存地址
CryptBlocks(dst, src []byte)
}
BlockMode接口代表一个工作在块模式（如CBC、ECB等）的加/解密器
返回的BlockMode其实是一个cbc的指针类型中的b和iv
# 加密流程:
1. 创建一个底层使用des/3des/aes的密码接口 "crypto/des" func NewCipher(key []byte) (cipher.Block, error) # -- des func NewTripleDESCipher(key []byte) (cipher.Block, error) # -- 3des "crypto/aes" func NewCipher(key []byte) (cipher.Block, error) # == aes
2. 如果使用的是cbc/ecb分组模式需要对明文分组进行填充
3. 创建一个密码分组模式的接口对象 - cbc func NewCBCEncrypter(b Block, iv []byte) BlockMode # 加密 - cfb func NewCFBEncrypter(block Block, iv []byte) Stream # 加密 - ofb - ctr
4. 加密, 得到密文
流程：
填充明文：
先求出最后一组中的字节数、创建新切片、长度为新切片、值也为切片的长度、然后利用bytes.Reapet将长度换成字节切片、追加到原明文中
//明文补充
func padPlaintText(plaintText []byte,blockSize int)[]byte{
//1、求出需要填充的个数
padNum := blockSize-len(plaintText) % blockSize
//2、对填充的个数进行操作、与原明文进行合并
newPadding := []byte{byte(padNum)}
newPlain := bytes.Repeat(newPadding,padNum)
plaintText = append(plaintText,newPlain...)
return plaintText
}
去掉填充数据：
拿去切片中的最后一个字节、得到尾部填充的字节个数、截取返回
//解密后的明文曲调补充的地方
func createPlaintText(plaintText []byte,blockSize int)[]byte{
//1、得到最后一个字节、并将字节转换成数字、去掉明文中此数字大小的字节
padNum := int(plaintText[len(plaintText)-1])
newPadding := plaintText[:len(plaintText)-padNum]
return newPadding
}
des加密：
1、创建一个底层使用des的密码接口、参数为秘钥、返回一个接口
2、对明文进行填充
3、创建一个cbc模式的接口、需要创建iv初始化向量、返回一个blockmode对象
4、加密、调用blockmode中的cryptBlock函数进行加密、参数为目标参数和源参数
//des利用分组模式cbc进行加密
func EncryptoText(plaintText []byte,key []byte)[]byte{
//1、创建des对象
cipherBlock,err := des.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
//2、对明文进行填充
newText := padPlaintText(plaintText,cipherBlock.BlockSize())
//3、选择分组模式、其中向量的长度必须与分组长度相同
iv := make([]byte,cipherBlock.BlockSize())
blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(cipherBlock,iv)
//4、加密
blockMode.CryptBlocks(newText,newText)
return newText
}
des解密：
1、创建一个底层使用des的密码接口、参数为秘钥、返回一个接口
2、创建一个cbc模式的接口、需要创建iv初始化向量，返回一个blockmode对象
3、加密、调用blockmode中的cryptBlock函数进行解密、参数为目标参数和源参数
4、调用去掉填充数据的方法
//des利用分组模式cbc进行解密
func DecryptoText(cipherText []byte, key []byte)[]byte{
//1、创建des对象
cipherBlock,err := des.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
//2、创建cbc分组模式接口
iv := []byte("12345678")
blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(cipherBlock,iv)
//3、解密
blockMode.CryptBlocks(cipherText,cipherText)
//4、将解密后的数据进行去除填充的数据
newText := clearPlaintText(cipherText,cipherBlock.BlockSize())
return newText
}
Main函数调用
func main(){
//需要进行加密的明文
plaintText := []byte("CBC--密文没有规律、经常使用的加密方式，最后一个分组需要填充，需要初始化向量" +
"(一个数组、数组的长度与明文分组相等、数据来源:负责加密的人提供，加解密使用的初始化向量必须相同)")
//密钥Key的长度需要与分组长度相同、且加密解密的密钥相同
key := []byte("1234abcd")
//调用加密函数
cipherText := EncryptoText(plaintText,key)
newPlaintText := DecryptoText(cipherText,key)
fmt.Println(string(newPlaintText))
}
aes加密解密相同、所以只需要调用一次方法就可以加密、调用两次则解密
推荐是用分组模式：cbc、ctr
aes利用分组模式cbc进行加密
//对明文进行补充
func paddingPlaintText(plaintText []byte , blockSize int ) []byte {
//1、求出分组余数
padNum := blockSize - len(plaintText) % blockSize
//2、将余数转换为字节切片、然后利用bytes.Repeat得出有该余数的大小的字节切片
padByte := bytes.Repeat([]byte{byte(padNum)},padNum)
//3、将补充的字节切片添加到原明文中
plaintText = append(plaintText,padByte...)
return plaintText
}
//aes加密
func encryptionText(plaintText []byte, key []byte) []byte {
//1、创建aes对象
block,err := aes.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
//2、明文补充
newText := paddingPlaintText(plaintText,block.BlockSize())
//3、创建cbc对象
iv := []byte("12345678abcdefgh")
blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block,iv)
//4、加密
blockMode.CryptBlocks(newText,newText)
return newText
}
//解密后的去尾
func clearplaintText(plaintText []byte, blockSize int) []byte {
//1、得到最后一个字节、并转换成整型数据
padNum := int(plaintText[len(plaintText)-1])
//2、截取明文字节中去掉得到的整型数据之前的数据、此处出错、没有用len-padNum
newText := plaintText[:len(plaintText)-padNum]
return newText
}
//aes解密
func deCryptionText(crypherText []byte, key []byte ) []byte {
//1、创建aes对象
block, err := aes.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
//2、创建cbc对象
iv := []byte("12345678abcdefgh")
blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block,iv)
//3、解密
blockMode.CryptBlocks(crypherText,crypherText)
//4、去尾
newText := clearplaintText(crypherText,block.BlockSize())
return newText
}
func main(){
//需要进行加密的明文
plaintText := []byte("CBC--密文没有规律、经常使用的加密方式，最后一个分组需要填充，需要初始化向量")
//密钥Key的长度需要与分组长度相同、且加密解密的密钥相同
key := []byte("12345678abcdefgh")
//调用加密函数
cipherText := encryptionText(plaintText,key)
//调用解密函数
newPlaintText := deCryptionText(cipherText,key)
fmt.Println("解密后",string(newPlaintText))
}
//aes--ctr加密
func encryptionCtrText(plaintText []byte, key []byte) []byte {
//1、创建aes对象
block,err := aes.NewCipher(key)
if err != nil {
panic(err)
}
//2、创建ctr对象，虽然ctr模式不需要iv，但是go中使用ctr时还是需要iv
iv := []byte("12345678abcdefgh")
stream := cipher.NewCTR(block,iv)
stream.XORKeyStream(plaintText,plaintText)
return plaintText
}
func main() {
//aes--ctr加密解密、调用两次即为解密、因为加密解密函数相同stream.XORKeyStream
ctrcipherText := encryptionCtrText(plaintText, key)
ctrPlaintText := encryptionCtrText(ctrcipherText,key)
fmt.Println("aes解密后", string(ctrPlaintText))
}
英文单词：
明文：plaintext 密文：ciphertext 填充：padding/fill 去掉clear 加密Encryption 解密Decryption
称加密算法中，如果只有一个密钥来加密数据的话，明文中的相同文字就会也会被加密成相同的密文，这样密文和明文就有完全相同的结构，容易破解，如果给一个初始化向量，第一个明文使用初始化向量混合并加密，第二个明文用第一个明文的加密后的
对称加密算法中，如果只有一个密钥来加密数据的话，明文中的相同文字就会也会被加密成相同的密文，这样密文和明文就有完全相同的结构，容易破解，如果给一个初始化向量，第一个明文使用初始化向量混合并加密，第二个明文用第一个明文的加密后的密文与第二个明文混合加密，这样加密出来的密文的结构则完全与明文不同，更加安全可靠
不一定的，你可以使用GenerateKey和GenerateIV创建随机的数据，你看看需要几位
加密模式(英文名称及简写)
中文名称
Electronic
Code
Book(ECB)
电子密码本模式
Cipher
Block
Chaining(CBC)
密码分组链接模式
Cipher
Feedback
Mode(CFB)
加密反馈模式
Output
Feedback
Mode(OFB)
输出反馈模式
ECB：最基本的加密模式，也就是通常理解的加密，相同的明文将永远加密成相同的密文，无初始向量，容易受到密码本重放攻击，一般情况下很少用。
CBC：明文被加密前要与前面的密文进行异或运算后再加密，因此只要选择不同的初始向量，相同的密文加密后会形成不同的密文，这是目前应用最广泛的模式。CBC加密后的密文是上下文相关的，但明文的错误不会传递到后续分组，但如果一个分组丢失，后面的分组将全部作废(同步错误)。
CFB：类似于自同步序列密码，分组加密后，按8位分组将密文和明文进行移位异或后得到输出同时反馈回移位寄存器，优点最小可以按字节进行加解密，也可以是n位的，CFB也是上下文相关的，CFB模式下，明文的一个错误会影响后面的密文(错误扩散)。
OFB：将分组密码作为同步序列密码运行，和CFB相似，不过OFB用的是前一个n位密文输出分组反馈回移位寄存器，OFB没有错误扩散问题。
DES加密经过下面的步骤
1、提供明文和密钥,将明文按照64bit分块（对应8个字节），不足8个字节的可以进行填充（填充方式多种）,密钥必须为8个字节共64bit
填充方式：
当明文长度不为分组长度的整数倍时，需要在最后一个分组中填充一些数据使其凑满一个分组长度。
* NoPadding
API或算法本身不对数据进行处理，加密数据由加密双方约定填补算法。例如若对字符串数据进行加解密，可以补充\0或者空格，然后trim
* PKCS5Padding
加密前：数据字节长度对8取余，余数为m，若m0,则补足8-m个字节，字节数值为8-m，即差几个字节就补几个字节，字节数值即为补充的字节数，若为0则补充8个字节的8
解密后：取最后一个字节，值为m，则从数据尾部删除m个字节，剩余数据即为加密前的原文。
例如：加密字符串为为AAA，则补位为AAA55555;加密字符串为BBBBBB，则补位为BBBBBB22；加密字符串为CCCCCCCC，则补位为CCCCCCCC88888888。
* PKCS7Padding
PKCS7Padding 的填充方式和PKCS5Padding 填充方式一样。只是加密块的字节数不同。PKCS5Padding明确定义了加密块是8字节，PKCS7Padding加密快可以是1-255之间。
2、选择加密模式
**ECB模式** 全称Electronic Codebook模式，译为电子密码本模式
**CBC模式** 全称Cipher Block Chaining模式，译为密文分组链接模式
**CFB模式** 全称Cipher FeedBack模式，译为密文反馈模式
**OFB模式** 全称Output Feedback模式，译为输出反馈模式。
**CTR模式** 全称Counter模式，译为计数器模式。
3、开始加密明文（内部原理--加密步骤，加密算法实现不做讲解）
image
1、将分块的64bit一组组加密，示列其中一组：将此组进行初始置换（IP置换），目的是将输入的64位数据块按位重新组合，并把输出分为L0、R0两部分，每部分各长32位。
2、开始Feistel结构的16次转换，第一次转换为：右侧数据R0和子密钥经过轮函数f生成用于加密左侧数据的比特序列，与左侧数据L0异或运算，
运算结果输出为加密后的左侧L0，右侧数据则直接输出为右侧R0。由于一次Feistel轮并不会加密右侧，因此需要将上一轮输出后的左右两侧对调后才正式完成一次Feistel加密，
3、DES算法共计进行16次Feistel轮，最后一轮输出后左右两侧无需对调，每次加密的子密钥不相同，子密钥是通过秘钥计算得到的。
4、末置换是初始置换的逆过程，DES最后一轮后，左、右两半部分并未进行交换，而是两部分合并形成一个分组做为末置换的输入
DES解密经过下面的步骤
1、拿到密文和加密的密钥
2、解密：DES加密和解密的过程一致，均使用Feistel网络实现，区别仅在于解密时，密文作为输入，并逆序使用子密钥。
3、讲解密后的明文去填充 (padding）得到的即为明文
Golang实现DES加密解密
package main
import (
"fmt"
"crypto/des"
"bytes"
"crypto/cipher"
)
func main() {
var miwen,_= DESEncode([]byte("hello world"),[]byte("12345678"))
fmt.Println(miwen) // [11 42 146 232 31 180 156 225 164 50 102 170 202 234 123 129],密文：最后5位是补码
var txt,_ = DESDecode(miwen,[]byte("12345678"))
fmt.Println(txt) // [104 101 108 108 111 32 119 111 114 108 100]明码
fmt.Printf("%s",txt) // hello world
}
// 加密函数
func DESEncode(orignData, key []byte)([]byte,error){
// 建立密码块
block ,err:=des.NewCipher(key)
if err!=nil{ return nil,err}
// 明文分组，不足的部分加padding
txt := PKCS5Padding(orignData,block.BlockSize())
// 设定加密模式,为了方便，初始向量直接使用key充当了（实际项目中，最好别这么做）
blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block,key)
// 创建密文长度的切片，用来存放密文字节
crypted :=make([]byte,len(txt))
// 开始加密,将txt作为源，crypted作为目的切片输入
blockMode.CryptBlocks(crypted,txt)
// 将加密后的切片返回
return crypted,nil
}
// 加密所需padding
func PKCS5Padding(ciphertext []byte,size int)[]byte{
padding := size - len(ciphertext)%size
padTex := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)},padding)
return append(ciphertext,padTex...)
}
// 解密函数
func DESDecode(cripter, key []byte) ([]byte,error) {
// 建立密码块
block ,err:=des.NewCipher(key)
if err!=nil{ return nil,err}
// 设置解密模式，加密模式和解密模式要一样
blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block,key)
// 设置切片长度，用来存放明文字节
originData := make([]byte,len(cripter))
// 使用解密模式解密,将解密后的明文字节放入originData 切片中
blockMode.CryptBlocks(originData,cripter)
// 去除加密的padding部分
strByt := UnPKCS5Padding(origenData)
return strByt,nil
}
// 解密所需要的Unpadding
func UnPKCS5Padding(origin []byte) []byte{
// 获取最后一位转为整型，然后根据这个整型截取掉整型数量的长度
// 若此数为5，则减掉转换明文后的最后5位，即为我们输入的明文
var last = int(origin[len(origin)-1])
return origin[:len(origin)-last]
}
注意：在设置加密模式为CBC的时候，我们需要设置一个初始化向量，这个量的意思 在对称加密算法中，如果只有一个密钥来加密数据的话，明文中的相同文字就会也会被加密成相同的密文，这样密文和明文就有完全相同的结构，容易破解，如果给一个初始化向量，第一个明文使用初始化向量混合并加密，第二个明文用第一个明文的加密后的密文与第二个明文混合加密，这样加密出来的密文的结构则完全与明文不同，更加安全可靠。CBC模式图如下
CBC
3DES
DES 的常见变体是三重 DES，使用 168 位的密钥对资料进行三次加密的一种机制；它通常（但非始终）提供极其强大的安全性。如果三个 56 位的子元素都相同，则三重 DES 向后兼容 DES。
对比DES，发现只是换了NewTripleDESCipher。不过，需要注意的是，密钥长度必须24byte，否则直接返回错误。关于这一点，PHP中却不是这样的，只要是8byte以上就行；而Java中，要求必须是24byte以上，内部会取前24byte（相当于就是24byte）。另外，初始化向量长度是8byte（目前各个语言都是如此，不是8byte会有问题）
智能化时代的到来涉及了各种核心算法，保护算法就能保障开发者权益，杜绝市面上各种山寨品，加密芯片恰好能起到很好的保护作用，如何选择加密芯片呢？KEROS加密芯片专注于加密领域十余年，行业首选。
1.安全性：采用国际通用aes256算法加密并同时通过KAS传送，除基本认证之外，利用2K安全EEPROM，用户可以自己管理密钥和数据，实现双重保护。
2.唯一性：以定制的方式为每一位用户单独定制“专属型号CID”，多用户之间算法不兼容，并且采用固化的方法直接将算法固化到晶圆上而无需烧入。
3.序列号：每颗芯片制造生产时具有5字节全球唯一SN序列号，每颗芯片SN都不会重复。
4.防抄特性：每颗芯片都有自己独特的密钥系统，破解单颗芯片只对这颗芯片对应的产品有效，对整个同类型的产品是无效的，依旧无法通过验证。而且KEROS采用ASIC方法设计，芯片内为纯逻辑电路，封装内有40多层逻辑电路整合了10万多个逻辑门，爆力刨片破解难度可想而知。
5.安全存储：用户可以将保密数据加密之后安全的存放到EEPROM中。关于对称加密算法初始向量的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容。
本文标签：关于对称加密算法初始向量
