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揭秘二进制：DES与AES加密大比拼

创作时间:

作者:

@小白创作中心

揭秘二进制：DES与AES加密大比拼

引用

百度

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来源

https://cloud.baidu.com/article/3032343

https://cloud.baidu.com/article/3059867

https://www.sohu.com/a/816133678_267471

https://blog.csdn.net/Nove1205/article/details/139720435

https://m.blog.csdn.net/m0_57702748/article/details/144865849

https://m.blog.csdn.net/suk_java/article/details/141122868

https://blog.csdn.net/weixin_45627039/article/details/142489962

https://developer.aliyun.com:443/article/1582350

https://www.forwardpathway.com/135058

在数字化时代，数据的安全与隐私保护变得尤为重要。二进制作为计算机存储和处理数据的基础，也是加密算法的核心。本文将深入探讨二进制在密码安全加密算法中的应用原理，特别是对称加密算法DES和AES之间的对比。

二进制与加密算法的基础

计算机内部使用二进制表示和处理所有数据，包括文本、图像和音频等。在加密算法中，二进制数据被用于各种复杂的数学运算，以实现数据的加密和解密。无论是对称加密还是非对称加密，都依赖于二进制数据的运算和转换来保障信息安全。

DES与AES：两种主流对称加密算法

DES（数据加密标准）

DES算法由IBM公司于1972年研制，是一种对称密码体制加密算法。其密钥长度为56位，明文按64位进行分组，通过一系列复杂的交换和替代操作，形成密文组的加密方法。DES加密算法的入口参数包括key（加密解密使用的密钥）、data（加密解密的数据）和mode（工作模式）。当模式为加密模式时，明文按照64位进行分组，形成明文组，key用于对数据进行加密；当模式为解密模式时，key用于对数据进行解密。

然而，DES加密算法存在一些不足之处：

分组较短（64位）
密钥太短（56位）
密码生命周期短
运算速度较慢

尽管如此，DES算法在1977年得到了美国政府的正式许可，成为了一种用56位密钥来加密64位数据的方法，并被广泛用于各种安全协议中，如SSL/TLS等。

AES（高级加密标准）

AES算法是对称密钥加密中最流行的算法之一。它是一种分组密码，其加密过程是将明文分成固定长度的分组，然后用相同的密钥和算法对每一组进行加密。AES分组长度为128位，密钥长度可根据需要选择128位、192位或256位。AES加密算法采用块加密方式，其工作模式包括ECB、CBC、CFB、OFB等。其中，ECB是最简单的模式，每个明文块独立进行加密处理；CBC模式则需要一个初始化向量与明文块进行异或操作后再进行加密。此外，AES还支持多种填充方式，如PKCS#5填充等。

AES算法的安全性主要依赖于复杂的数学问题，其设计原则使得目前已知的所有攻击方法都难以在可行的时间内破解AES加密的数据。此外，AES算法实现简单，可移植性好，适合在各种不同的硬件和软件平台上运行。因此，AES算法已成为目前最广泛使用的加密标准之一。

实际应用案例

DES和AES在实际中都有广泛的应用。例如，在Python和JavaScript中，可以使用pycryptodome和crypto-js等库来实现这两种算法。

以Python为例，使用pycryptodome库实现DES加密和解密的代码如下：

from Crypto.Cipher import DES
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad

def des_encrypt_decrypt(data, key, mode):
    cipher = DES.new(key, DES.MODE_ECB)
    if mode == 'encrypt':
        padded_data = pad(data.encode('utf-8'), DES.block_size)
        encrypted_data = cipher.encrypt(padded_data)
        return encrypted_data
    elif mode == 'decrypt':
        decrypted_data = cipher.decrypt(data)
        unpadded_data = unpad(decrypted_data, DES.block_size)
        return unpadded_data.decode('utf-8')
    else:
        raise ValueError("Invalid mode. Choose 'encrypt' or 'decrypt'.")

key = b'8bytekey'
data = "Hello, DES!"
encrypted = des_encrypt_decrypt(data, key, 'encrypt')
decrypted = des_encrypt_decrypt(encrypted, key, 'decrypt')
print("Encrypted:", encrypted)
print("Decrypted:", decrypted)

而AES的Python实现则如下：

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad
import os

def aes_encrypt_decrypt(data, key, mode):
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)
    if mode == 'encrypt':
        padded_data = pad(data.encode('utf-8'), AES.block_size)
        encrypted_data = cipher.encrypt(padded_data)
        return encrypted_data
    elif mode == 'decrypt':
        decrypted_data = cipher.decrypt(data)
        unpadded_data = unpad(decrypted_data, AES.block_size)
        return unpadded_data.decode('utf-8')
    else:
        raise ValueError("Invalid mode. Choose 'encrypt' or 'decrypt'.")

key = os.urandom(16)  # 生成16字节（128位）的密钥
data = "Hello, AES!"
encrypted = aes_encrypt_decrypt(data, key, 'encrypt')
decrypted = aes_encrypt_decrypt(encrypted, key, 'decrypt')
print("Encrypted:", encrypted)
print("Decrypted:", decrypted)