iOS DES、3DES加密

简介

DES全称为Data Encryption Standard，即数据加密标准，是一种对称分组秘钥算法。

3DES是三重数据加密算法（TDEA，Triple Data Encryption Algorithm）块密码的通称。它相当于是对每个数据块应用三次DES加密算法。

3DES是DES向AES过渡的加密算法，它使用3条64位（实际只用到了56位）的密钥对数据进行三次加密，是DES的一个更安全的变形。它以DES为基本模块，通过组合分组方法设计出分组加密算法。

3DES重点：
1、 秘钥长度为128位（k1 == k3时）或192位，即16或24个字节组成的字符串；
2、常用ECB 和 CBC 模式加密计算。

原理

DES工作原理

DES工作原理：将数据按照8个字节一段进行加密或解密，从而得到一段8个字节的密文或者明文。再按照顺序将计算所得的数据连在一起即可。

注意：DES加密解密时要求数据长度必须为8个字节的倍数，因此当数据长度不足时必须先进行数据填充，这里使用的填充算法根据系统的不同可能略有不同。

密匙是一个64bit的数据，每八位用作奇偶校验位，实际使用到的只有56bit。

DES算法有两种工作模式，ECB（电子密本方式）和CBC（密文分组链接方式）：

DES ECB：就是将数据按照8个字节一段，分别进行DES加密或解密（不足8个字节的按照需求先进行数据填充），最后按照顺序将加密或解密后的结果连在一起即可，各段数据之间互不影响。

DES CBC：在每一段加密或解密的过程中都要与前一段的结果做一次异或操作。同时CBC模式定义了一个特殊的8字节key（称为初始化向量），用以和第一段的结果做异或时用。这种机制使得加密的各段数据之间有了联系。

加密步骤如下：
1、首先将数据按照8个字节一组进行分组得到D1D2......Dn（若数据长度不是8字节的整数倍，先进行数据填充）
2、第一组数据D1与初始化向量I异或后的结果进行DES加密得到第一组密文C1
3、第二组数据D2与第一组的加密结果C1异或以后的结果进行DES加密，得到第二组密文C2
4、之后的数据以此类推，得到Cn
5、按顺序连为C1C2C3......Cn即为加密结果。

解密步骤如下：
1、首先将数据按照8个字节一组进行分组得到C1C2C3......Cn
2、将第一组数据进行解密后与初始化向量I进行异或得到第一组明文D1（注意：一定是先解密再异或）
3、将第二组数据C2进行解密后与第一组密文数据进行异或得到第二组数据D2
4、之后依此类推，得到Dn
5、按顺序连为D1D2D3......Dn即为解密结果。

注意：解密的结果并不一定是我们原来的加密数据，可能还含有你补得位，一定要把补位去掉才是原来的数据。

3DES工作原理

3DES是以DES为基本模块，通过组合分组方法设计出的分组加密算法。
设Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密过程，
k代表DES算法使用的密钥，
P代表明文，
C代表密文，

则3DES加密解密的过程可表示为：

C=Ek3(Dk2(Ek1(P)))：（用密钥1加密->用密钥2解密->用密钥3加密）

P=Dk1(Ek2(Dk3(C)))：（用密钥3解密->用密钥2加密->用密钥1解密）

这里可以k1=k3，但不能k1=k2=k3（如果相等的话就成了DES算法了）

3DES with 2 diffrent keys（k1=k3），可以是3DES-CBC，也可以是3DES-ECB。3DES-CBC整个算法的流程和DES-CBC一样，但是在原来的加密或者解密处增加了异或运算的步骤，使用的密钥是16字节长度的密钥，将密钥分成左8字节和右8字节的两部分，即k1=k3=左8字节，k2=右8字节，然后进行加密运算和解密运算。

3DES with 3 different keys，和3DES-CBC的流程完全一样，只是使用的密钥是24字节的，它将密钥分为3段8字节的密钥k1，k2，k3，在3DES加密时依次使用k1、k2、k3，在3DES解密时依次使用k3、k2、k1。

总结

DES、3DES加密：数据需要进行分组，每组是8个字节，不足8个字节需要根据填充方式进行不同的填充，DES秘钥为8个字节，3DES秘钥由于k1可以等于k3，所以可以是16个字节或24个字节，ECB模式不需要偏移量iv，CBC模式等其他模式需要偏移量iv，由于偏移量iv是用来与第一组数据进行异或操作，所以长度应该和每组的长度一致，长度为8个字节。

参考

DES算法原理完整版
iOS中3DES加密算法的原理
iOS 常见加密方式 - 对称加密（3DES，AES）
对称加密算法DES、3DES原理和实现方式