一、3DES加密算法原理
3DES是三重数据加密算法(Triple Data Encryption Algorithm)的通称,它相当于对每个数据块应用三次DES加密算法。3DES使用两个密钥之间的组合来提供更高的安全性,同时也可以保持与现有系统和软件的兼容性。
具体来说,3DES采用的加密模式包括ECB、CBC、CFB、OFB等,其中比较常用的是CBC模式。在CBC模式下,首先使用一个密钥进行DES加密操作,接着使用另一个密钥进行DES解密操作,最后再使用第一个密钥进行DES加密操作。这样可以大大增加破解密文的难度。
3DES的密钥长度为168位,由于计算机运算能力的增强,原版的DES密码的密钥长度变得容易被暴力破解;而3DES通过增加DES的密钥长度来避免类似的攻击。需要注意的是,由于3DES的加密过程较为复杂,因此会占用相对较多的处理时间和计算资源。
二、3DES加密算法的Python实现
这里给出一个使用Python语言实现3DES加密算法的例程,需要使用pycryptodome库进行支持。代码如下:
from Crypto.Cipher import DES3
def des3_encrypt(key, plaintext):
key = key.encode('utf-8')
plaintext = plaintext.encode('utf-8')
# 填充明文
length = 8 - (len(plaintext) % 8)
plaintext += bytes([length]) * length
# 初始化加密器
cipher = DES3.new(key, DES3.MODE_CBC, b'\0' * 8)
# 加密
ciphertext = cipher.encrypt(plaintext)
return ciphertext
def des3_decrypt(key, ciphertext):
key = key.encode('utf-8')
# 初始化解密器
cipher = DES3.new(key, DES3.MODE_CBC, b'\0' * 8)
# 解密
plaintext = cipher.decrypt(ciphertext)
# 去除填充
plaintext = plaintext[:-plaintext[-1]]
return plaintext.decode('utf-8')
# 测试
key = 'abcdefgh12345678abcdefgh'
plaintext = 'hello world!'
ciphertext = des3_encrypt(key, plaintext)
print('加密结果:', ciphertext)
plaintext = des3_decrypt(key, ciphertext)
print('解密结果:', plaintext)
以上代码中,使用DES3.new()函数初始化加密器和解密器,并指定DES3.MODE_CBC模式,表示采用CBC模式进行加密和解密操作。为了保证数据块大小为8字节的倍数,我们对明文进行按位填充。初始化加密器时,需要传入一个初始向量(IV),用于增加密码的随机性。在本例程中,我们使用8个0作为初始向量。
接着,调用encrypt()和decrypt()函数实现加密和解密操作,最后去除填充并返回解密后的明文。需要注意的是,由于3DES的密钥长度为168位,因此在本例程中,我们使用了两个密钥拼接而成的方式来表示3DES的密钥。