【ARM 安全系列介绍 3.3 -- DES3 详细介绍并举例应用】

2023-12-20 13:15:40

DES3 介绍

DES3,全称为 Triple Data Encryption Algorithm (TDEA) 或 Triple DES,是一种对称密钥加密算法。它是对原始 Data Encryption Standard (DES) 加密算法的一种增强,通过三重加密过程来提高安全性。DES 由于其 56 位的密钥在现代计算能力面前显得太弱而被破解,因此开发了 DES3 作为更安全的替代方案。

DES3 使用 3 个 56 位的密钥(实际上是 64 位,但其中 8 位用于奇偶校验),因此总共有 168 位的密钥长度(3x56位)。然而,由于密钥中存在的相互关联,有效密钥空间小于 2168,但仍远远大于原始 DES 的 256

DES3 工作模式

DES3 可以使用多种不同的操作模式,例如:

  • ECB (Electronic Codebook): 最简单的加密模式,每个数据块独立加密。
  • CBC (Cipher Block Chaining): 每个数据块加密前与前一个密文块进行异或操作。
  • CFB (Cipher Feedback): 将 DES3 转变为自同步的流式加密算法。
  • OFB (Output Feedback): 将 DES3 转变为异步的流式加密算法。
  • CTR (Counter): 类似于 OFB,但使用计数器而不是简单的反馈。

DES3 加密过程

DES3 的加密过程遵循以下步骤:

  1. 加密 使用第一个 DES 密钥对数据进行加密。
  2. 解密 使用第二个 DES 密钥对上一步的结果进行解密。
  3. 加密 使用第三个 DES 密钥再次对数据进行加密。

解密过程则是加密过程的逆序:
4. 解密 使用第三个 DES 密钥对数据进行解密。
5. 加密 使用第二个 DES 密钥对上一步的结果进行加密。
6. 解密 使用第一个 DES 密钥再次对数据进行解密。

DES3 应用示例

以下是一个使用 Python 中的 pycryptodome 库来演示 DES3 加密和解密过程的示例: 首先,需要安装 pycryptodome 库:

pip install pycryptodome 

然后,可以使用以下代码进行加密和解密:

from Crypto.Cipher import DES3 
from Crypto.Random import get_random_bytes 
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad 

# 生成随机密钥 
key = get_random_bytes(24) # DES3 需要一个 24 字节的密钥 

# 需要加密的明文数据 
data = "Hello, World!" 

# 初始化加密器,使用 CBC 模式 
cipher = DES3.new(key, DES3.MODE_CBC) 

# 加密数据 
plaintext_padded = pad(data.encode(), DES3.block_size) 
iv = cipher.iv # 初始化向量 
ciphertext = cipher.encrypt(plaintext_padded) 

# 解密数据 
cipher_decrypt = DES3.new(key, DES3.MODE_CBC, iv) 
plaintext_padded = cipher_decrypt.decrypt(ciphertext) 
plaintext = unpad(plaintext_padded, DES3.block_size).decode() 
print(f"密文: {ciphertext}") 
print(f"解密后的明文: {plaintext}") 

在这个示例中,DES3.new() 函数用于创建一个新的 DES3 加密器对象,pad() 函数用于填充明文数据以确保它的长度是 DES3 块大小的倍数,get_random_bytes() 函数生成随机密钥。为了解密,我们使用同一密钥和从加密器中获得的初始化向量创建一个新的 DES3 对象。

DES3 安全性

尽管 DES3 比原始的 DES 更安全,但由于其密钥长度相对现代标准仍较短,它已逐步被更现代、更安全的算法所取代,例如 AES (Advanced Encryption Standard)。AES 提供了更长的密钥长度和更高的安全性,是当前加密标准的首选。

文章来源:https://blog.csdn.net/sinat_32960911/article/details/135101108
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