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3DES

鎖定

3DES（或稱為Triple DES）是三重數據加密算法（TDEA，Triple Data Encryption Algorithm）塊密碼的通稱。它相當於是對每個數據塊應用三次DES加密算法。

由於計算機運算能力的增強，原版DES密碼的密鑰長度變得容易被暴力破解；3DES即是設計用來提供一種相對簡單的方法，即通過增加DES的密鑰長度來避免類似的攻擊，而不是設計一種全新的塊密碼算法。

中文名: 3DES
外文名: Triple DES

發明者: 美國
發明時間: 1981年

3DES算法介紹

3DES又稱Triple DES，是DES 加密算法的一種模式，它使用3條不同的56位的密鑰對數據進行三次加密。

數據加密標準（DES）是美國的一種由來已久的加密標準，它使用對稱密鑰加密法，並於1981年被ANSI組織規範為ANSI X.3.92。

DES使用56位密鑰和密碼塊的方法，而在密碼塊的方法中，文本被分成64位大小的文本塊然後再進行加密。比起最初的DES，3DES更為安全。

3DES（即Triple DES）是DES向AES過渡的加密算法（1999年，NIST將3-DES指定為過渡的加密標準），加密算法，其具體實現如下：設Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密過程，K代表DES算法使用的密鑰，P代表明文，C代表密文，這樣：

3DES加密過程為：C=Ek3(Dk2(Ek1(P)))

3DES解密過程為：P=Dk1(EK2(Dk3(C)))

3DES歷史發展

3DES（即Triple DES）是DES向AES過渡的加密算法，它使用3條56位的密鑰對數據進行三次加密。是DES的一個更安全的變形。

它以DES為基本模塊，通過組合分組方法設計出分組加密算法。比起最初的DES，3DES更為安全。

3DES加密過程

3DES加密過程為：C=Ek3(Dk2(Ek1(P)))

3DES解密過程為：P=Dk1(EK2(Dk3(C)))

具體的加/解密過下所示。

using System;
using System.Text;
using System. IO;
using System.Security.Cryptography;
class Class1
{
static void Main()
{
Console.WriteLine("Encrypt String...");
txtKey = "tkGGRmBErvc=";
btnKeyGen();
Console.WriteLine("Encrypt Key :{0}",txtKey);
txtIV = "Kl7ZgtM1dvQ=";
btnIVGen();
Console.WriteLine("Encrypt IV :{0}",txtIV);
Console.WriteLine();
string txtEncrypted = EncryptString("1111");
Console.WriteLine("Encrypt String : {0}",txtEncrypted);
string txtOriginal = DecryptString(txtEncrypted);
Console.WriteLine("Decrypt String : {0}",txtOriginal);
}
private static SymmetricAlgorithm mCSP;
private static string txtKey;
private static string txtIV;
private static void btnKeyGen()
{
mCSP = SetEnc();
byte[] byt2 = Convert.FromBase64String(txtKey);
mCSP.Key = byt2;
}
private static void btnIVGen()
{
byte[] byt2 = Convert.FromBase64String(txtIV);
mCSP.IV = byt2;
}
private static string EncryptString(string Value)
{
ICryptoTransform ct;
MemoryStream ms;
CryptoStream cs;
byte[] byt;
ct = mCSP.CreateEncryptor(mCSP.Key, mCSP.IV);
byt = Encoding.UTF8.GetBytes(Value);
ms = new MemoryStream();
cs = new CryptoStream(ms, ct, CryptoStreamMode.Write);
cs.Write(byt, 0, byt.Length);
cs.FlushFinalBlock();
cs.Close();
return Convert.ToBase64String(ms.ToArray());
}
private static string DecryptString(string Value)
{
ICryptoTransform ct;
MemoryStream ms;
CryptoStream cs;
byte[] byt;
ct = mCSP.CreateDecryptor(mCSP.Key, mCSP.IV);
byt = Convert.FromBase64String(Value);
ms = new MemoryStream();
cs = new CryptoStream(ms, ct, CryptoStreamMode.Write);
cs.Write(byt, 0, byt.Length);
cs.FlushFinalBlock();
cs.Close();
return Encoding.UTF8.GetString(ms.ToArray());
}
private static SymmetricAlgorithm SetEnc()
{
return new DESCryptoServiceProvider();
}
}

K1、K2、K3決定了算法的安全性，若三個密鑰互不相同，本質上就相當於用一個長為168位的密鑰進行加密。多年來，它在對付強力攻擊時是比較安全的。若數據對安全性要求不那麼高，K1可以等於K3。在這種情況下，密鑰的有效長度為112位。

3DES3DES算法

3DES算法是指使用雙長度（16字節）密鑰K=（KL||KR）將8字節明文數據塊進行3次DES加密/解密。如下所示：

Y = DES( KL[DES-1( KR[DES( KL[X] )] )] )

解密方式為：

X = DES-1( KL[DES( KR[DES-1( KL[Y] )] )] )

其中，DES( KL[X] )表示用密鑰K對數據X進行DES加密，DES-1( KR[Y] )表示用密鑰K對數據Y進行解密。

SessionKey的計算採用3DES算法，計算出單倍長度的密鑰。表示法為:SK = Session(DK，DATA)

3DES加密算法為：

VOID 3DES(BYTE DoubleKeyStr[16]， BYTE Data[8]， BYTE Out[8])

{

BYTE Buf1[8]， Buf2[8];

DES (&DoubleKeyStr[0]， Data， Buf1);

UDES(&DoubleKeyStr[8]， Buf1， Buf2);

DES (&DoubleKeyStr[0]， Buf2， Out);

}

3DES加密標準

1999年，NIST將3-DES指定為過渡的加密標準。

3DES加密實例

3DESJava語言

/*字符串　DESede(3DES)　加密*/
//注：百度代碼識別BUG，代碼中空格屬全角。拷貝代碼之後請自行修改。
import java.security.Security;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

public class Des3 {

    private static final String Algorithm = "DESede"; // 定義 加密算法,可用

    // DES,DESede,Blowfish
    // keybyte為加密密鑰，長度為24字節
    // src為被加密的數據緩衝區（源）
    public static byte[] encryptMode(byte[] keybyte, byte[] src) {
        try {
            // 生成密鑰
            SecretKey deskey = new SecretKeySpec(keybyte, Algorithm);
            // 加密
            Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);
            c1.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);
            return c1.doFinal(src);
        } catch (java.security.NoSuchAlgorithmException e1) {
            e1.printStackTrace();
        } catch (javax.crypto.NoSuchPaddingException e2) {
            e2.printStackTrace();
        } catch (java.lang.Exception e3) {
            e3.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    // keybyte為加密密鑰，長度為24字節
    // src為加密後的緩衝區
    public static byte[] decryptMode(byte[] keybyte, byte[] src) {
        try {
            // 生成密鑰
            SecretKey deskey = new SecretKeySpec(keybyte, Algorithm);
            // 解密
            Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);
            c1.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);
            return c1.doFinal(src);
        } catch (java.security.NoSuchAlgorithmException e1) {
            e1.printStackTrace();
        } catch (javax.crypto.NoSuchPaddingException e2) {
            e2.printStackTrace();
        } catch (java.lang.Exception e3) {
            e3.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    // 轉換成十六進制字符串
    public static String byte2hex(byte[] b) {
        String hs = "";
        String stmp = "";
        for (int n = 0; n < b.length; n++) {
            stmp = (java.lang.Integer.toHexString(b[n] & 0XFF));
            if (stmp.length() == 1) {
                hs = hs + "0" + stmp;
            } else {
                hs = hs + stmp;
            }
            if (n < b.length - 1) {
                hs = hs + ":";
            }
        }
        return hs.toUpperCase();
    }

    public static void main(String[] args) {

        // 添加新安全算法,如果用JCE就要把它添加進去
        Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());
        final byte[] keyBytes = { 0x11, 0x22, 0x4F, 0x58, (byte) 0x88, 0x10, 0x40, 0x38, 0x28, 0x25, 0x79, 0x51, (byte) 0xCB, (byte) 0xDD, 0x55, 0x66, 0x77, 0x29, 0x74, (byte) 0x98, 0x30, 0x40, 0x36, (byte) 0xE2 }; // 24字節的密鑰

        String szSrc = "This is a 3DES test. 測試";
        System.out.println("加密前的字符串:" + szSrc);

        byte[] encoded = encryptMode(keyBytes, szSrc.getBytes());
        System.out.println("加密後的字符串:" + new String(encoded));

        byte[] srcBytes = decryptMode(keyBytes, encoded);
        System.out.println("解密後的字符串:" + (new String(srcBytes)));
    }
}

3DESPHP語言

class Mycrypt3des {
    var $CI;
    public $key = "keystring"; 
    
    /*構造方法*/
    function __construct() {
        $this->CI =& get_instance();
    }
    
    public function encrypt($input) { // 數據加密
        if (empty($input)){
            return null;
        }
        $size = mcrypt_get_block_size ( MCRYPT_3DES, 'ecb' );
        $input = $this->pkcs5_pad ( $input, $size );
        $key = str_pad ( $this->key, 24, '0' );
        $td = mcrypt_module_open ( MCRYPT_3DES, '', 'ecb', '' );
        $iv = @mcrypt_create_iv ( mcrypt_enc_get_iv_size ( $td ), MCRYPT_RAND );
        @mcrypt_generic_init ( $td, $key, $iv );
        $data = mcrypt_generic ( $td, $input );
        mcrypt_generic_deinit ( $td );
        mcrypt_module_close ( $td );
        $data = base64_encode ( $data );
        return $data;
    }
    
    public function decrypt($encrypted) { // 數據解密
        if (!$encrypted || empty($encrypted)){
            return null;
        }
        $encrypted = base64_decode ( $encrypted );
        if (!$encrypted || empty($encrypted)){
            return null;
        }
        $key = str_pad ( $this->key, 24, '0' );
        $td = mcrypt_module_open ( MCRYPT_3DES, '', 'ecb', '' );
        $iv = @mcrypt_create_iv ( mcrypt_enc_get_iv_size ( $td ), MCRYPT_RAND );
        $ks = mcrypt_enc_get_key_size ( $td );
        @mcrypt_generic_init ( $td, $key, $iv );
        $decrypted = mdecrypt_generic ( $td, $encrypted );
        mcrypt_generic_deinit ( $td );
        mcrypt_module_close ( $td );
        $y = $this->pkcs5_unpad ( $decrypted );
        return $y;
    }
    
    function pkcs5_pad($text, $blocksize) {
        $pad = $blocksize - (strlen ( $text ) % $blocksize);
        return $text . str_repeat ( chr ( $pad ), $pad );
    }
    
    function pkcs5_unpad($text) {
        $pad = ord ( $text {strlen ( $text ) - 1} );
        if ($pad > strlen ( $text )) {
            return false;
        }
        if (strspn ( $text, chr ( $pad ), strlen ( $text ) - $pad ) != $pad) {
            return false;
        }
        return substr ( $text, 0, - 1 * $pad );
    }
    
    function PaddingPKCS7($data) {
        $block_size = mcrypt_get_block_size ( MCRYPT_3DES, MCRYPT_MODE_CBC );
        $padding_char = $block_size - (strlen ( $data ) % $block_size);
        $data .= str_repeat ( chr ( $padding_char ), $padding_char );
        return $data;
    }
}

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最近更新：一碗加糖饭（2023-02-09）

1 算法介紹
2 歷史發展
3 加密過程
4 3DES算法
5 加密標準
6 加密實例: 6.1 Java語言; 6.2 PHP語言