对称加密

简介

对称加密算法是应用较早的加密算法，技术成熟，也叫做传统密码算法。
数据发送方将明文（原始数据）和加密密钥（key）一起经过特殊加密算法处理后，使其变成复杂的加密密文发送出去。接收方收到密文后，使用加密用的密钥和相同的算法的逆算法对密文进行解密，即可读取原文。在对称加密算法中，使用的密钥只有一个，发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密。

特点

1. 计算量小
2. 加密速度快
3. 加密效率高
4. 算法公开

缺点

1. 双方都使用同样的钥匙，安全性不能保证。
2. 当用户量增多时，密钥的数量比较大，不好管理。
3. 对称加密在分布式网络系统上使用困难，因为管理困难，使用成本高。

包含算法

DES（美国数据加密标准：Data Encryption Standard）

其入口参数有三个：key、data、mode。key为加密解密使用的密钥，data为加密解密的数据，mode为其工作模式。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用于对数据加密，当模式为解密模式时，key用于对数据解密。实际运用中，密钥只用到了64位中的56位，这样才具有高的安全性。

特点

1. 分组比较短
2. 密匙太短
3. 密码生命周期短
4. 运算速度慢

IDEA（国际数据加密算法：International Data Encryption Algorithm ）商用

基于DES算法基础上发展而来。是一种数据块加密算法，它设计了一系列加密轮次，每轮加密都使用从完整的加密密钥中生成的一个子密钥。与DES的不同处在于，它采用软件实现和采用硬件实现同样快速

IDEA(International Data Encryption Algorithm）在密码学中属于数据块加密算法（Block Cipher）类。IDEA使用长度为128bit的密钥，数据块大小为64bit。从理论上讲，IDEA属于“强”加密算法，至今还没有出现对该算法的有效攻击算法。

IDEA是一种由8个相似圈（Round）和一个输出变换（Output Transformation）组成的迭代算法。IDEA的每个圈都由三种函数：模（2^{16+1）乘法、模2}16加法和按位XOR组成。

在加密之前，IDEA通过密钥扩展（Key Expansion）将128bit的密钥扩展为52个加密密钥EK(Encryption Key），然后由EK计算出解密密钥DK(Decryption Key）。EK和DK分为8组半密钥，每组长度为6Byte，前8组密钥用于8圈加密，最后半组密钥（4Byte）用于输出变换。IDEA的加密过程和解密过程是一样的，只不过使用不同的密钥（加密时用EK，解密时用DK）。

密钥扩展的过程如下：
1． 将128bit的密钥作为EK的最初八个子密钥；
2． 将前8byte循环左移25bit，得到下一六个子密钥，将这个过程循环7次；
3． 在第7次循环时，取前4byte作为EK的最后4bit；
4． 至此52byte的EK生成完毕。
密钥扩展的过程如表1所示，为了能够清楚的看出每个8Byte的关系，在表1中用粗线条将将每个8Byte划分开了.

IDEA算法相对来说是一个比较新的算法，其安全性研究也在不断进行之中。在IDEA算法公布后不久，就有学者指出：IDEA的密钥扩展算法存在缺陷，导致在IDEA算法中存在大量弱密钥类，但这个弱点通过简单的修改密钥扩展算法（加入异或算子）即可克服。在1997年的EuroCrypt’97年会上，John Borst等人提出了对圈数减少的IDEA的两种攻击算法：对3.5圈IDEA的截短差分攻击（Truncate Diffrential Attack）和对3圈IDEA的差分线性攻击（Diffrential Linear Attack）。但作者也同时指出，这两种攻击算法对整8.5圈的IDEA算法不可能取得实质性的攻击效果。目前尚未出现新的攻击算法，一般认为攻击整8.5圈IDEA算法唯一有效的方法是穷尽搜索128bit的密钥空间。

参考

非对称加密
DES
国际数据加密算法