DES加密原理和作用是什么
【导读】本文介绍了 des 加密原理和作用，和 golang 中 des 加密解密机制的相应实现。
概念理解
des是以64比特的明文为一个单位来进行加密，并生成64比特的密文。由于它每次只能处理特定长度的一块数据，所以des属于分组密码算法。cypto/des包提供了有关des加密的功能。
模式
由于分组密码算法只能加密固定长度的分组，所以当加密的明文超过分组密码的长度时，就需要对分组密码算法进行迭代，而迭代的方法就称为分组密码的模式。模式主要有ecb（电子密码本）、cbc（密码分组链接模式）、ctr（计数器模式）、ofb（输出反馈模式）、cfb（密码反馈模式）五种。下面简单介绍下前两种：
ecb（electronic code book）是最简单的方式，它将明文分组加密后的结果直接成为密文分组。
优缺点：模式操作简单；明文中的重复内容将在密文中表现出来，特别对于图像数据和明文变化较少的数据；适于短报文的加密传递。
cbc（cipher block chaining）的原理是加密算法的输入是当前的明文分组和前一密文分组的异或，第一个明文分组和一个初始向量进行异或，这样同一个明文分组重复出现时会产生不同的密文分组。
特点：同一个明文分组重复出现时产生不同的密文分组；加密函数的输入是当前的明文分组和前一个密文分组的异或；每个明文分组的加密函数的输入与明文分组之间不再有固定的关系；适合加密长消息。
填充方式
在按8个字节对des进行加密或解密时，如果最后一段字节不足8位，就需要对数据进行补位。即使加密或解密的数据刚好是8的倍数时，也会再补8位。举个栗子，如果末尾刚好出现1，这时你就无法判断这个1是原来数据，还是经过补位得到的1。因此，可以再补8位进行标识。填充方式主要有以下几种：pkcs7padding、pkcs5padding、zeropadding、iso10126、ansix923。
pkcs7padding和pkcs5padding的填充方式相同，填充字节的值都等于填充字节的个数。例如需要填充4个字节，则填充的值为“4 4 4 4”。
zeropadding填充字节的值都为0。
密码
des的密钥长度是64比特，但由于每隔7个比特会设置一个用于错误检测的比特，因此其实质密钥长度为56比特。
偏移量
上面模式中，例如cbc，再加密第一个明文分组时，由于不存在“前一个密文分组”，因此需要事先准备一个长度为一个分组的比特序列来代替“前一个密文分组”，这个比特序列成为初始化向量，也称偏移量，通常缩写为iv。一般来说，每次加密时都会随机产生一个不同的比特序列来作为初始化向量。偏移量的长度必须和块的大小相同。
输出
加密后的字节在显示时可以进行hex和base64编码，hex是十六进制编码，base64是一种基于64个可打印字符来标识二进制数据的方法。
下面以上面提到的几种模式和填充方式为例，进行演示如何在代码中使用。
加密模式采用ecb、填充方式采用pkcs5padding、密码使用“12345678”，输出时经hex编码。自己可以通过一些在线测试工具进行测试，看结果是否一致。
package main
import （
“crypto/des”
“qiniupkg.com/x/errors.v7”
“bytes”
“fmt”
“encoding/hex”
）
func main（） {
data：=［］byte（“hello world”）
key：=［］byte（“12345678”）
result，err：=desecbencrypt（data，key）
if err ！= nil {
fmt.println（err）
}
a：=hex.encodetostring（result）
fmt.println（a）
}
func desecbencrypt（data， key ［］byte） （［］byte， error） {
//newcipher创建一个新的加密块
block， err ：= des.newcipher（key）
if err ！= nil {
return nil， err
}
bs ：= block.blocksize（）
data = pkcs5padding（data， bs）
if len（data）%bs ！= 0 {
return nil， errors.new（“need a multiple of the blocksize”）
}
out ：= make（［］byte， len（data））
dst ：= out
for len（data） 》 0 {
//encrypt加密第一个块，将其结果保存到dst
block.encrypt（dst， data［：bs］）
data = data［bs：］
dst = dst［bs：］
}
return out， nil
}
func pkcs5padding（ciphertext ［］byte， blocksize int） ［］byte {
padding ：= blocksize - len（ciphertext）%blocksize
padtext ：= bytes.repeat（［］byte{byte（padding）}， padding）
return append（ciphertext， padtext.。.）
}
下面加密模式采用cbc、填充方式采用pkcs5padding、密码使用“12345678”、偏移量“43218765”，输出时以hex方式输出。自己可以通过一些在线测试工具进行测试，看结果是否一致。
package main
import （
“crypto/des”
“bytes”
“fmt”
“encoding/hex”
“crypto/cipher”
）
func main（） {
data ：= ［］byte（“hello world”）
key ：= ［］byte（“12345678”）
iv ：= ［］byte（“43218765”）
result， err ：= descbcencrypt（data， key， iv）
if err ！= nil {
fmt.println（err）
}
b ：= hex.encodetostring（result）
fmt.println（b）
}
func descbcencrypt（data， key， iv ［］byte） （［］byte， error） {
block， err ：= des.newcipher（key）
if err ！= nil {
return nil， err
}
data = pkcs5padding（data， block.blocksize（））
crypttext ：= make（［］byte， len（data））
blockmode ：= cipher.newcbcencrypter（block， iv）
blockmode.cryptblocks（crypttext， data）
return crypttext， nil
}
func pkcs5padding（ciphertext ［］byte， blocksize int） ［］byte {
padding ：= blocksize - len（ciphertext）%blocksize
padtext ：= bytes.repeat（［］byte{byte（padding）}， padding）
return append（ciphertext， padtext.。.）
}
第三方包
github.com/marspere/goencrypt包实现了多种加密算法，包括对称加密和非对称加密等。
package main
import （
“fmt”
“github.com/marspere/goencrypt”
）
func main（） {
// key为12345678
// iv为空
// 采用ecb分组模式
// 采用pkcs5padding填充模式
// 输出结果使用base64进行加密
cipher ：= goencrypt.newdescipher（［］byte（“12345678”）， ［］byte（“”）， goencrypt.ecbmode， goencrypt.pkcs5， goencrypt.printbase64）
ciphertext， err ：= cipher.desencrypt（［］byte（“hello world”））
if err ！= nil {
fmt.println（err）
return
}
fmt.println（ciphertext）
}
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模式
由于分组密码算法只能加密固定长度的分组，所以当加密的明文超过分组密码的长度时，就需要对分组密码算法进行迭代，而迭代的方法就称为分组密码的模式。模式主要有ecb（电子密码本）、cbc（密码分组链接模式）、ctr（计数器模式）、ofb（输出反馈模式）、cfb（密码反馈模式）五种。下面简单介绍下前两种：
ecb（electronic code book）是最简单的方式，它将明文分组加密后的结果直接成为密文分组。
优缺点：模式操作简单；明文中的重复内容将在密文中表现出来，特别对于图像数据和明文变化较少的数据；适于短报文的加密传递。
cbc（cipher block chaining）的原理是加密算法的输入是当前的明文分组和前一密文分组的异或，第一个明文分组和一个初始向量进行异或，这样同一个明文分组重复出现时会产生不同的密文分组。
特点：同一个明文分组重复出现时产生不同的密文分组；加密函数的输入是当前的明文分组和前一个密文分组的异或；每个明文分组的加密函数的输入与明文分组之间不再有固定的关系；适合加密长消息。
填充方式
在按8个字节对des进行加密或解密时，如果最后一段字节不足8位，就需要对数据进行补位。即使加密或解密的数据刚好是8的倍数时，也会再补8位。举个栗子，如果末尾刚好出现1，这时你就无法判断这个1是原来数据，还是经过补位得到的1。因此，可以再补8位进行标识。填充方式主要有以下几种：pkcs7padding、pkcs5padding、zeropadding、iso10126、ansix923。
pkcs7padding和pkcs5padding的填充方式相同，填充字节的值都等于填充字节的个数。例如需要填充4个字节，则填充的值为“4 4 4 4”。
zeropadding填充字节的值都为0。
密码
des的密钥长度是64比特，但由于每隔7个比特会设置一个用于错误检测的比特，因此其实质密钥长度为56比特。
偏移量
上面模式中，例如cbc，再加密第一个明文分组时，由于不存在“前一个密文分组”，因此需要事先准备一个长度为一个分组的比特序列来代替“前一个密文分组”，这个比特序列成为初始化向量，也称偏移量，通常缩写为iv。一般来说，每次加密时都会随机产生一个不同的比特序列来作为初始化向量。偏移量的长度必须和块的大小相同。
输出
加密后的字节在显示时可以进行hex和base64编码，hex是十六进制编码，base64是一种基于64个可打印字符来标识二进制数据的方法。
下面以上面提到的几种模式和填充方式为例，进行演示如何在代码中使用。
加密模式采用ecb、填充方式采用pkcs5padding、密码使用“12345678”，输出时经hex编码。自己可以通过一些在线测试工具进行测试，看结果是否一致。
package main
import （
“crypto/des”
“qiniupkg.com/x/errors.v7”
“bytes”
“fmt”
“encoding/hex”
）
func main（） {
data：=［］byte（“hello world”）
key：=［］byte（“12345678”）
result，err：=desecbencrypt（data，key）
if err ！= nil {
fmt.println（err）
}
a：=hex.encodetostring（result）
fmt.println（a）
}
func desecbencrypt（data， key ［］byte） （［］byte， error） {
//newcipher创建一个新的加密块
block， err ：= des.newcipher（key）
if err ！= nil {
return nil， err
}
bs ：= block.blocksize（）
data = pkcs5padding（data， bs）
if len（data）%bs ！= 0 {
return nil， errors.new（“need a multiple of the blocksize”）
}
out ：= make（［］byte， len（data））
dst ：= out
for len（data） 》 0 {
//encrypt加密第一个块，将其结果保存到dst
block.encrypt（dst， data［：bs］）
data = data［bs：］
dst = dst［bs：］
}
return out， nil
}
func pkcs5padding（ciphertext ［］byte， blocksize int） ［］byte {
padding ：= blocksize - len（ciphertext）%blocksize
padtext ：= bytes.repeat（［］byte{byte（padding）}， padding）
return append（ciphertext， padtext.。.）
}
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package main
import （
“crypto/des”
“bytes”
“fmt”
“encoding/hex”
“crypto/cipher”
）
func main（） {
data ：= ［］byte（“hello world”）
key ：= ［］byte（“12345678”）
iv ：= ［］byte（“43218765”）
result， err ：= descbcencrypt（data， key， iv）
if err ！= nil {
fmt.println（err）
}
b ：= hex.encodetostring（result）
fmt.println（b）
}
func descbcencrypt（data， key， iv ［］byte） （［］byte， error） {
block， err ：= des.newcipher（key）
if err ！= nil {
return nil， err
}
data = pkcs5padding（data， block.blocksize（））
crypttext ：= make（［］byte， len（data））
blockmode ：= cipher.newcbcencrypter（block， iv）
blockmode.cryptblocks（crypttext， data）
return crypttext， nil
}
func pkcs5padding（ciphertext ［］byte， blocksize int） ［］byte {
padding ：= blocksize - len（ciphertext）%blocksize
padtext ：= bytes.repeat（［］byte{byte（padding）}， padding）
return append（ciphertext， padtext.。.）
}
第三方包
github.com/marspere/goencrypt包实现了多种加密算法，包括对称加密和非对称加密等。
package main
import （
“fmt”
“github.com/marspere/goencrypt”
）
func main（） {
// key为12345678
// iv为空
// 采用ecb分组模式
// 采用pkcs5padding填充模式
// 输出结果使用base64进行加密
cipher ：= goencrypt.newdescipher（［］byte（“12345678”）， ［］byte（“”）， goencrypt.ecbmode， goencrypt.pkcs5， goencrypt.printbase64）
ciphertext， err ：= cipher.desencrypt（［］byte（“hello world”））
if err ！= nil {
fmt.println（err）
return
}
fmt.println（ciphertext）
}
《使命召唤》大逃杀模式 华硕X570主板助你逃出生天
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