对称式可搜索加密代码

A. 对称加密算法的加密算法

基于“对称密钥”的加密算法主要有DES、TripleDES、RC2、RC4、RC5和Blowfish等。
对称密钥：DES TripleDES算法
DES算法把64位的明文输入块变为数据长度为64位的密文输出块，其中8位为奇偶校验位，另外56位作为密码的长度。首先，DES把输入的64位数据块按位重新组合，并把输出分为L0、R0两部分，每部分各长32位，并进行前后置换，最终由L0输出左32位，R0输出右32位，根据这个法则经过16次迭代运算后，得到L16、R16，将此作为输入，进行与初始置换相反的逆置换，即得到密文输出。
DES算法具有极高的安全性，到目前为止，除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外，还没有发现更有效的办法，而56位长密钥的穷举空间为2^56，这意味着如果一台计算机的速度是每秒种检测100万个密钥，那么它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间，因此DES算法是一种很可靠的加密方法。
对称密钥：RC算法
RC4算法的原理是“搅乱”，它包括初始化算法和伪随机子密码生成算法两大部分，在初始化的过程中，密钥的主要功能是将一个256字节的初始数簇进行随机搅乱，不同的数簇在经过伪随机子密码生成算法的处理后可以得到不同的子密钥序列，将得到的子密钥序列和明文进行异或运算（XOR）后，得到密文。
由于RC4算法加密采用的是异或方式，所以，一旦子密钥序列出现了重复，密文就有可能被破解，但是目前还没有发现密钥长度达到128位的RC4有重复的可能性，所以，RC4也是目前最安全的加密算法之一。
对称密钥：BlowFish算法
BlowFish算法是一个64位分组及可变密钥长度的分组密码算法，该算法是非专利的。
BlowFish算法使用两个“盒”：pbox[18]和sbox[4256]，BlowFish算法有一个核心加密函数。该函数输入64位信息，运算后以64位密文的形式输出。用BlowFish算法加密信息，需要密钥预处理和信息加密两个过程。BlowFish算法的原密钥pbox和sbox是固定的，要加密一个信息，需要选择一个key，用这个key对pbox和sbox进行变换，得到下一步信息加密所用到的key_pbox和key_sbox。
BlowFish算法解密，同样也需要密钥预处理和信息解密两个过程。密钥预处理的过程和加密时完全相同。信息解密的过程就是把信息加密过程的key_pbox逆序使用即可。

B. “DES”是什么意思

“DES”意思是数据加密算法（Data Encryption Algorithm，DEA）是一种对称加密算法，很可能是使用最广泛的密钥系统，特别是在保护金融数据的安全中，最初开发的DEA是嵌入硬件中的。通常，自动取款机（Automated Teller Machine，ATM）都使用DEA。它出自IBM的研究工作，IBM也曾对它拥有几年的专利权，但是在1983年已到期后，处于公有范围中，允许在特定条件下可以免除专利使用费而使用。1997年被美国政府正式采纳。

1、数据加密标准

DES的原始思想可以参照二战德国的恩格玛机，其基本思想大致相同。传统的密码加密都是由古代的循环移位思想而来，恩格玛机在这个基础之上进行了扩散模糊。但是本质原理都是一样的。现代DES在二进制级别做着同样的事:替代模糊，增加分析的难度。

2、加密原理

DES 使用一个 56 位的密钥以及附加的 8 位奇偶校验位，产生最大 64 位的分组大小。这是一个迭代的分组密码，使用称为 Feistel 的技术，其中将加密的文本块分成两半。使用子密钥对其中一半应用循环功能，然后将输出与另一半进行"异或"运算;接着交换这两半，这一过程会继续下去，但最后一个循环不交换。DES 使用 16 个循环，使用异或，置换，代换，移位操作四种基本运算。

3、DES 的常见变体是三重 DES，使用 168 位的密钥对资料进行三次加密的一种机制;它通常(但非始终)提供极其强大的安全性。如果三个 56 位的子元素都相同，则三重 DES 向后兼容 DES。

4、破解方法

攻击 DES 的主要形式被称为蛮力的或彻底密钥搜索，即重复尝试各种密钥直到有一个符合为止。如果 DES 使用 56 位的密钥，则可能的密钥数量是 2 的 56 次方个。随着计算机系统能力的不断发展，DES 的安全性比它刚出现时会弱得多，然而从非关键性质的实际出发，仍可以认为它是足够的。不过 ，DES 现在仅用于旧系统的鉴定，而更多地选择新的加密标准 - 高级加密标准(Advanced Encryption Standard，AES)。

C. 用C语言编写一个对称加密算法，对字符串加密

/*本问题的关键是如何交换ASCII的二进制位，下面提供简短算法，并附上VC++6.0环境下的运行结果截图。

*/

#include<stdio.h>

charswapbit(charc){

chari,num=0,ch[8];

for(i=0;i<8;i++){

ch[i]=c&1;

c=(c>>1);

}

for(i=0;i<8;i++){

num=2*num+ch[i];

}

returnnum;

}

intmain(){

charch;

for(ch='A';ch<='Z';ch++){

printf("%c=%X:%X ",ch,ch,0XFF&swapbit(ch));

}

return0;

}

D. 常用对称加密算法

常用对称加密算法：
DES 3DES AES
1、DES（Data Encryption Standard）
DES加密算法出自IBM的研究，后来被美国政府正式采用，之后开始广泛流传，但是近些年使用越来越少，因为DES使用56位(8字节)密钥，以现代计算能力，
24小时内即可被破解。虽然如此，在某些简单应用中，我们还是可以使用DES加密算法

特点：数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合

2、3DES（Triple DES）
基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高

3DES是三重数据加密，且可以逆推的一种算法方案。但由于3DES的算法是公开的，所以算法本身没有密钥可言，主要依靠唯一密钥来确保数据加解密的安全。到目前为止，仍没有人能破解3DES。

特点：数据加密标准，速度较快，且安全、

3、AES（Advanced Encryption Standard）推荐使用
密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。

这个标准用来替代原先的DES（Data Encryption Standard），已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院 （NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一 [1] 。
该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijdael之名命之，投稿高级加密标准的甄选流程。（Rijdael的发音近于 “Rhine doll”。）

高级加密标准，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高，支持128、192、256、512位密钥的加密。

特点：数据加密更标准，速度更快，更安全，更流行

E. 请问以下对称加密法的加密方法和解密方法是什么

一、加密方法
一个加密系统S可以用数学符号描述如下：
S={P, C, K, E, D}
其中 :
P——明文空间，表示全体可能出现的明文集合，
C——密文空间，表示全体可能出现的密文集合，
K——密钥空间，密钥是加密算法中的可变参数，
E——加密算法，由一些公式、法则或程序构成，
D——解密算法，它是E的逆。
当给定密钥kÎK时，各符号之间有如下关系：
C = Ek(P), 对明文P加密后得到密文C
P = Dk(C) = Dk(Ek(P)), 对密文C解密后得明文P
如用E-1 表示E的逆，D-1表示D的逆，则有：
Ek = Dk-1且Dk = Ek-1
因此，加密设计主要是确定E，D，K。
二、解密方法

1 实现密钥的交换，在对称加密算法中有这样一个问题，对方如何获得密钥，在这里就可以通过公钥算法来实现。即用公钥加密算法对密钥进行加密，再发送给对方就OK了
2 数字签名。加密可以使用公钥/私钥，相对应的就是使用私钥/公钥解密。因此若是发送方使用自己的私钥进行加密，则必须用发送方公钥进行解密，这样就证明了发送方的真实性，起到了防抵赖的作用。