【文章內容簡介】 用 m或 p表示。所有可能明文的有限集稱為明文空間，通常用 M或 P來表示。密文是明文經加密變換后的結果，即消息被加密處理后的形式，通常用 c表示。所有可能密文的有限集稱為密文空間，通常用 C來表示。密鑰是參與密碼變換的參數(shù)，通常用 k表示。一切可能的密鑰構成的有限集稱為密鑰空間，通常用 K表示。加密算法是將明文變換為密文的變換函數(shù)，相應的變換過程稱為加密，即編碼的過程，通常用 E表示。解密算法是將密文恢復為明文的變換函數(shù)，相應的變換過程稱為解密，即解碼過程，通常用 D表示。對于有實用意義的密碼體制而言，加密算法等到的密文總是能用一定的解密算法恢復出原始的明文來。而密文消息的獲取同時依賴于初始明文和密鑰的值。集美大學畢業(yè)論文 用于文檔加密算法研究5（三）加密體制分類密碼體制從原理上可分為兩大類，即單鑰或對稱密碼體制和雙鑰或非對稱密碼體制。對稱密碼體制 對稱密碼體制是一種傳統(tǒng)密碼體制。在對稱加密系統(tǒng)中，加密和解密采用相同的密鑰。因為加解密密鑰相同，需要通信的雙方必須選擇和保存他們共同的密鑰，各方必須信任對方不會將密鑰泄密出去，這樣就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的機密性和完整性。非對稱密碼體制 非對稱密碼體制也叫公鑰加密技術，該技術就是針對私鑰密碼體制的缺陷被提出來的。在公鑰加密系統(tǒng)中，加密和解密是相對獨立的，加密和解密會使用兩把不同的密鑰，加密密鑰(公開密鑰)向公眾公開，誰都可以使用，解密密鑰(秘密密鑰)只有解密人自己知道，非法使用者根據(jù)公開的加密密鑰無法推算出解密密鑰，顧其可稱為公鑰密碼體制。如果一個人選擇并公布了他的公鑰，另外任何人都可以用這一公鑰來加密傳送給那個人的消息。私鑰是秘密保存的，只有私鑰的所有者才能利用私鑰對密文進行解密。公鑰密碼體制的算法中最著名的代表是 RSA系統(tǒng)，公鑰密鑰的密鑰管理比較簡單,并且可以方便的實現(xiàn)數(shù)字簽名和驗證。但算法復雜,加密數(shù)據(jù)的速率較低。公鑰加密系統(tǒng)不存在對稱加密系統(tǒng)中密鑰的分配和保存問題。公鑰加密系統(tǒng)除了用于數(shù)據(jù)加密外，還可用于數(shù)字簽名。集美大學畢業(yè)論文 用于文檔加密算法研究6三、對幾種文檔加密算法進行介紹與研究（一）DES 算法DES算法為密碼體制中的對稱密碼體制，又被成為美國數(shù)據(jù)加密標準，是 1972年美國 IBM公司研制的對稱密碼體制加密算法。其密鑰長度為 56位，明文按 64位進行分組，將分組后的明文組和 56位的密鑰按位替代或交換的方法形成密文組的加密方法。DES加密算法特點：分組比較短、密鑰太短、密碼生命周期短、運算速度較慢。DES工作的基本原理是，其入口參數(shù)有三個:key、data、mode。 key為加密解密使用的密鑰，data 為加密解密的數(shù)據(jù)，mode 為其工作模式。當模式為加密模式時，明文按照 64位進行分組，形成明文組，key 用于對數(shù)據(jù)加密，當模式為解密模式時，key用于對數(shù)據(jù)解密。實際運用中，密鑰只用到了 64位中的 56位，這樣才具有高的安全性。DES算法，于 1977年得到美國政府的正式許可，是一種用 56位密鑰來加密 64位數(shù)據(jù)的方法。雖然 56位密鑰的 DES算法已經風光不在,而且常有用 Des加密的明文被破譯的報道,但是了解一下昔日美國的標準加密算法總是有益的,而且目前 DES算法得到了廣泛的應用,在某些場合,仍然發(fā)揮著余熱。DES的整個體制是公開的，系統(tǒng)的安全性主要依賴于密鑰的保密，其算法主要由初始置換 IP、16 輪迭代的乘積變換、逆初始轉換 IP1及 16個子密鑰產生器構成。乘積變換是 DES算法的核心部分，主要完成 DES的迭代運算過程，它將經過 IP置換后的數(shù)據(jù)分成 32bit的左右兩組，在迭代過程中彼此左右交換位置。每次迭代時只對右邊的 32bit進行一系列的加密變換，在此輪迭代快結束時，將左邊的 32bit與右邊得到的 32bit逐位模 2運算，作為下一輪迭代時右邊的分段，并將原來右邊未經變換的段直接送到左邊的寄存器中作為下一輪迭代時左邊的段。（二）國際數(shù)據(jù)加密算法 IDEAIDEA，即國際數(shù)據(jù)加密算法。它是根據(jù)中國學者朱學嘉博士與著名密碼學家James Massey于 1990年聯(lián)合提出的建議標準算法 PES改進而來的。它的明文與密文塊都是 64bit，密鑰長度為 128bit， IDEA無論是采用軟件還是硬件實現(xiàn)都比較容易，而集美大學畢業(yè)論文 用于文檔加密算法研究7且加解密速度很快。IDEA是一種由 8個相似圈和一個輸出變換組成的迭代算法。IDEA 的每個圈都由三種函數(shù)：模（216+1）乘法、模 216加法和按位異或組成。在加密之前，IDEA 通過密鑰擴展將 128bit的密鑰擴展為 52Byte的加密密鑰 EK，然后由 EK計算出解密密鑰 DK。EK 和 DK分為 8組半密鑰，每組長度為 6Byte，前 8組密鑰用于 8圈加密，最后半組密鑰（4Byte）用于輸出變換。IDEA 的加密過程和解密過程是一樣的，只不過使用不同的密鑰（加密時用 EK，解密時用 DK）。密鑰擴展的過程如下：1． 將 128bit的密鑰作為 EK的前 8byte；2． 將前 8byte循環(huán)左移 25bit，得到下一 8byte，將這個過程循環(huán) 7次；3． 在第 7次循環(huán)時，取前 4byte作為 EK的最后 4byte；4． 至此 52byte的 EK生成完畢。IDEA算法相對來說是一個比較新的算法，其安全性研究也在不斷進行之中。在IDEA算法公布后不久，就有學者指出：IDEA 的密鑰擴展算法存在缺陷，導致在 IDEA算法中存在大量弱密鑰類，但這個弱點通過簡單的修改密鑰擴展算法（加入異或算子）即可克服。（三）RSA 算法當前最著名、應用最廣泛的公鑰系統(tǒng) RSA是在 1978年，由美國麻省理工學院(MIT)的Ron Rivest, Adi Shamir 和 Leonard Adleman在題為《獲得數(shù)字簽名和公開鑰密碼系統(tǒng)的方法》的論文中提出的。它是一個基于數(shù)論的非對稱(公鑰)密碼體制，是一種分組密碼體制。其名稱來自于三個發(fā)明者的姓名首字母。 它的安全性是基于大整數(shù)素因子分解的困難性，而大整數(shù)因子分解問題是數(shù)學上的著名難題，至今沒有有效的方法予以解決，因此可以確保 RSA算法的安全性。RSA 系統(tǒng)是公鑰系統(tǒng)的最具有典型意義的方法，大多數(shù)使用公鑰密碼進行加密和數(shù)字簽名的產品和標準使用的都是 RSA算法。RSA算法是第一個既能用于數(shù)據(jù)加密也能用于數(shù)字簽名的算法，因此它為公用網絡上信息的加密和鑒別提供了一種基本的方法