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密码学基础

发表于 Edited on

加密算法分类

根据密钥数量

  • 对称加密：加解密使用相同密钥。基于复杂的非线性变换与迭代运算实现安全性。（DES、AES）
  • 非对称加密：加密使用公钥，解密使用私钥。基于某个数学难题实现安全性。（RSA）

根据加密方式

  • 分组密码：一次处理一个输入块，并产生一个对应的输出块，一个明文分组被作为一个整体来产生一个等长的密文分组，通常使用的分组为64bit或者128bit。（DES、AES）
  • 序列密码：一次只处理一个字节或一个位。（RC4）

TEA加密实现

TEA加密是一种分组密码算法，其分组长度为64bit，密钥长度为128bit。TEA算法利用不断增加的Delta(黄金分割率)值作为变化，使得每轮的加密是不同，该加密算法的迭代次数可以改变，建议的迭代次数为32轮。 

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#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define DELTA 0x9e3779b9
unsigned char key[16];

// 扰乱函数
void scramble(unsigned int k[], unsigned int t[])
{
    unsigned int t0 = t[0], t1 = t[1];
    unsigned int n, sum = 0;
    for (n = 0; n < 32; n++) {
        sum += DELTA;
        t0 += ((t1 << 4) + k[0]) ^ (t1 + sum) ^ ((t1 >> 5) + k[1]);
        t1 += ((t0 << 4) + k[2]) ^ (t0 + sum) ^ ((t0 >> 5) + k[3]);
    }
    t[0] = t0; t[1] = t1;
}

void encrypt(unsigned int k[], char *buf, int len)
{
    int i;
    for (i = 0; i < len / 8; i++)
        scramble(k, (unsigned int *)(buf + (i * 8)));
}
// 解扰函数
void descramble(unsigned int k[], unsigned int t[])
{
    unsigned int t0 = t[0], t1 = t[1];
    unsigned int n, sum = DELTA << 5;
    for (n = 0; n < 32; n++) {
        t1 -= ((t0 << 4) + k[2]) ^ (t0 + sum) ^ ((t0 >> 5) + k[3]);
        t0 -= ((t1 << 4) + k[0]) ^ (t1 + sum) ^ ((t1 >> 5) + k[1]);
        sum -= DELTA;
    }
    t[0] = t0; t[1] = t1;
}

void decrypt(unsigned int k[], char *buf, int len)
{
    int i;
    for (i = 0; i < len / 8; i++)
        descramble(k, (unsigned int *)(buf + (i * 8)));
}

int main()
{
    char *plain = "Fuzzing consists of repeatedly testing an application with modified, or fuzzed input";
    char text[256];
    strcpy(key, "this is a key");
    strcpy(text, plain);

    encrypt((unsigned int *)key, text, sizeof(text));
    printf("encrypt text: %s\n", text);
    decrypt((unsigned int *)key, text, sizeof(text));
    printf("decrypt text: %s\n", text);
    return 0;
}

pycrypto中的加密算法

1.安装方式： 

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$ sudo pip install pycrypto

2.pycrypto模块是python中用来处理加密解密等信息安全相关的一个很重要模块。
该模块支持的加密方式：

  • 对称加密方式：AES、DES、RC4
  • 散列值计算：MD5、SHA、HMAC
  • 公钥加密和签名：RSA、DSA

3.AES实现： 

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#!/usr/bin/python
from Crypto.Cipher import AES

class AESCrypto():
    def __init__(self, key):
        self.key = key
        self.mode = AES.MODE_CBC
        self.iv = "0" * 16 # 默认iv是16个0（这个称为初始化向量），由于是分组加密，所以下一组的iv，就用前一组的加密的密文来充当

    def aesencrypt(self, text):
        cryptor = AES.new(self.key, self.mode, self.iv)
        ciphertext = cryptor.encrypt(text.ljust(16))
        return ciphertext

    def aesdecrypt(self, text):
        decryptor = AES.new(self.key, self.mode, self.iv)
        plaintext = decryptor.decrypt(text)
        return plaintext.rstrip(' ')

if __name__ == '__main__':
    mycrypt = AESCrypto('thisisakeyyyyyyy')
    e = mycrypt.aesencrypt("hello,world!")
    print e
    d = mycrypt.aesdecrypt(e)
    print d