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对称加密理论结束
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‎README.md‎

Lines changed: 210 additions & 3 deletions
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1-
# Java加密与解密
1+
# Java密码学相关知识梳理
22
##ASCII编码
3-
* ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是现今最通用的单字节编码系统，并等同于国际标准ISO/IEC 646。
4-
* ![Logo](imgs/ascii.jpg)
3+
* ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言。。
4+
* ![Logo](imgs/ascii.jpg)
5+
* 实例代码:
6+
```$java
7+
public static void main(String[] args) {
8+
char a = 'A';
9+
int code = a;
10+
System.out.println(code);
11+
12+
String s = "frank";
13+
char[] chars = s.toCharArray();
14+
for (char c : chars) {
15+
int num = c;
16+
System.out.println(num);
17+
}
18+
}
19+
```
20+
##凯撒加密
21+
* 恺撒密码（Caesar cipher）是一种相传尤利乌斯·恺撒曾使用过的密码。恺撒于公元前100年左右诞生于古罗马，是一位著名的军事统帅。
22+
* 恺撤密码是通过将明文中所使用的字母表按照一定的字数“平移”来进行加密的
23+
* ![Logo](imgs/i002.jpg)
24+
* 凯撒密码加解密公式
25+
26+
- 加密
27+
28+
![](imgs/513169b7dcabfc4de6d4fcbc03e613434244e917.svg)
29+
30+
- 解密
31+
32+
![](imgs/110911f42b858bdf1bec629ae41b5b88b00859e2.svg)
33+
34+
35+
- 凯撒密码中的加密三要素
36+
- 明文/密文
37+
- 明文: 图表上部分的数据
38+
- 密文: 图表下部分的数据
39+
- 秘钥
40+
- 按照上图秘钥为3
41+
- 算法
42+
- 加密: +3
43+
- 解密: -3
44+
* 示例代码如下:
45+
```$java
46+
public static void main(String[] args) {
47+
String s = "frank";
48+
int key = 3;
49+
String encriptData = KaiserEncrypt(s, key);
50+
System.out.println("encriptData="+encriptData);
51+
String decriptData = KaiserDecrypt(encriptData, key);
52+
System.out.println("decriptData="+decriptData);
53+
/**
54+
* result as below:
55+
* encriptData=iudqn
56+
* decriptData=frank
57+
*/
58+
}
59+
60+
/**
61+
*
62+
* @param orignal:原文
63+
* @param key:秘钥
64+
* @return:返回值
65+
*/
66+
private static String KaiserEncrypt(String orignal, int key) {
67+
char[] chars = orignal.toCharArray();
68+
StringBuilder sb = new StringBuilder();
69+
for (char aChar : chars) {
70+
// 获取字符的ASCII编码
71+
int asciiCode = aChar;
72+
// 偏移数据
73+
asciiCode += key;
74+
// 将偏移后的数据转为字符
75+
char result = (char) asciiCode;
76+
// 拼接数据
77+
sb.append(result);
78+
}
79+
return sb.toString();
80+
}
81+
82+
/**
83+
*
84+
* @param encryptedData 密文
85+
* @param key 秘钥
86+
* @return
87+
*/
88+
private static String KaiserDecrypt(String encryptedData, int key) {
89+
char[] chars = encryptedData.toCharArray();
90+
StringBuilder sb = new StringBuilder();
91+
for (char aChar : chars) {
92+
int asciiCode = aChar;
93+
asciiCode -= key;
94+
char result = (char) asciiCode;
95+
sb.append(result);
96+
}
97+
return sb.toString();
98+
}
99+
```
100+
## 频度分析法破解恺撒加密
101+
- 将明文字母的出现频率与密文字母的频率相比较的过程
102+
- 通过分析每个符号出现的频率而轻易地破译代换式密码
103+
- 在每种语言中，冗长的文章中的字母表现出一种可对之进行分辨的频率。
104+
- e是英语中最常用的字母，其出现频率为八分之一
105+
- 由于破解太简单,在此不贴代码了,有兴趣的自己试试
106+
107+
##常见加密方式
108+
![Logo](imgs/i003.png)
109+
##对称加密
110+
> 以分组为单位进行处理的密码算法称为**分组密码（blockcipher）**
111+
- 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。
112+
- 示例
113+
- 我们现在有一个原文3要发送给B
114+
- 设置密钥为108, 3 * 108 = 324, 将324作为密文发送给B
115+
- B拿到密文324后, 使用324/108 = 3 得到原文
116+
- 常见对称加密算法
117+
- DES : Data Encryption Standard，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法，1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS），并授权在非密级政府通信中使用，随后该算法在国际上广泛流传开来。
118+
- AES : Advanced Encryption Standard, 高级加密标准 .在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。
119+
- 特点
120+
- 加密速度快, 可以加密大文件
121+
- 密文可逆, 一旦密钥文件泄漏, 就会导致数据暴露
122+
- 加密后编码表找不到对应字符, 出现乱码
123+
- 一般结合Base64使用
124+
125+
## 分组密码的模式
126+
1. 按位异或
127+
128+
- 第一步需要将数据转换为二进制
129+
130+
- 按位异或操作符: ^
131+
132+
- 两个标志位进行按位异或操作:
133+
134+
- 相同为0, 不同为1
135+
136+
- 举例:
137+
138+
```go
139+
1 0 0 0 ----> 8
140+
1 0 1 1 ----> 11
141+
-----------------------按位异或一次
142+
0 0 1 1 ----> 3
143+
1 0 1 1 ----> 11
144+
-----------------------按位异或两侧
145+
1 0 0 0 -----> 8
146+
=================================
147+
a = 8
148+
b = 11
149+
a 和 b按位异或1次 ==> 加密
150+
得到的结果再次和 b 按位异或 ===> 解密
151+
```
152+
153+
2. ECB - Electronic Code Book, 电子密码本模式
154+
155+
- 特点: 简单, 效率高, 密文有规律, 容易被破解
156+
- 最后一个明文分组必须要填充
157+
- des/3des -> 最后一个分组填充满8字节
158+
- aes -> 最后一个分组填充满16字节
159+
- 不需要初始化向量
160+
161+
3. CBC - Cipher Block Chaining, 密码块链模式
162+
163+
- 特点: 密文没有规律, 经常使用的加密方式
164+
- 最后一个明文分组需要填充
165+
- des/3des -> 最后一个分组填充满8字节
166+
- aes -> 最后一个分组填充满16字节
167+
- 需要一个初始化向量 - 一个数组
168+
- 数组的长度: 与明文分组相等
169+
- 数据来源: 负责加密的人的提供的
170+
- 加解密使用的初始化向量值必须相同
171+
172+
4. CFB - Cipher FeedBack, 密文反馈模式
173+
174+
- 特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进行的按位异或操作, 最终生成了密文
175+
- 需要一个初始化向量 - 一个数组
176+
- 数组的长度: 与明文分组相等
177+
- 数据来源: 负责加密的人的提供的
178+
- 加解密使用的初始化向量值必须相同
179+
- 不需要填充
180+
181+
5. OFB - Output-Feedback, 输出反馈模式
182+
183+
- 特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进行的按位异或操作, 最终生成了密文
184+
- 需要一个初始化向量 - 一个数组
185+
- 数组的长度: 与明文分组相等
186+
- 数据来源: 负责加密的人的提供的
187+
- 加解密使用的初始化向量值必须相同
188+
- 不需要填充
189+
190+
6. CTR - CounTeR, 计数器模式
191+
192+
- 特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进行的按位异或操作, 最终生成了密文
193+
- 不需要初始化向量
194+
- 不需要填充
195+
196+
7. 最后一个明文分组的填充
197+
198+
- 使用cbc, ecb需要填充
199+
- 要求:
200+
- 明文分组中进行了填充, 然后加密
201+
- 解密密文得到明文, 需要把填充的字节删除
202+
- 使用 ofb, cfb, ctr不需要填充
203+
204+
8. 初始化向量 - IV
205+
206+
- ecb, ctr模式不需要初始化向量
207+
- cbc, ofc, cfb需要初始化向量
208+
- 初始化向量的长度
209+
- des/3des -> 8字节
210+
- aes -> 16字节
211+
- 加解密使用的初始化向量相同

‎imgs/110911f42b858bdf1bec629ae41b5b88b00859e2.svg‎

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