Question

C#实现DES加密时无法取到完整的64bit明文块

private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { byte[] unicode = Encoding.Unicode.GetBytes(textBox1.Text); byte[] newA = unicode.Skip(0).Take(8).ToArray(); textBox2.Text = desEncrypt(newA, textBox3.Text); }public static string desEncrypt(byte[] toEncrypt, string key) { byte[] btKey = Encoding.UTF8.GetBytes(key); byte[] btIV = Encoding.UTF8.GetBytes(key); DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider(); using (MemoryStream ms = new MemoryStream()) { using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, des.CreateEncryptor(btKey, btIV), CryptoStreamMode.Write)) { cs.Write(toEncrypt, 0, toEncrypt.Length); cs.FlushFinalBlock(); } string desEncrypttext = BitConverter.ToString(ms.ToArray()); desEncrypttext = desEncrypttext.Replace("-", ""); return desEncrypttext; } }





Answer 1

虽然这样的代码很垃圾，但毕竟你拿到了64bit的明文块了！你中间的方框中不正是64bit块组成的吗？这有什么疑问吗？

说到块，必须先说一下这些加密的方式就是块加密，把密文进行分组（块），然后依次进行加密，每块输出的长度也是固定的，最后把这些输出块依次排好也就是明文了。

不过，这里边有几个问题要考虑一下：

1. 块的大小是固定的吗？

   是预知的，并非固定。比如DES加密块就是64bit,而AES则是128~256之间变化，当然TDES则是128~192之间变化，同一种方式在执行时可以设置好块大小了然后执行。算法上块大小是被选择的，不固定，但运行时必须是设置为固定的值。DES只支持64bit。
   

2. 密文若不是块的整数倍，也就是分组时最后一组不够块大小怎么办？

   答案是使用填充（部分算法可以不填充），ModePadding属性可以控制填充方式。

3. 对称加密中密钥指的是什么？

   对称加密中我们学说的密钥指的是密钥串和向量串两部分，也就是Key和IV，Key被称为密钥串，这个概念其实与密钥是有差异的，但由于翻译上的习惯等多种原因，key也被称为密钥，但是对于对称加密中所指的密钥来说，指定的是Key和IV两部分，而不是专指的Key。虽然如此，称Key为对称加密中的密钥也不能算错，这与IV的功能有一定的关系。
   

4. 对称加密中的IV的作用是什么？

   IV我们称之为初始向量或向量，引用这个值的作用类似于MD5中的加盐（但不完全一样，这个留到下个问题中说），在加密过程中会存在同一内容相似密文块多的情况，这样情况下，不同的加密方式（C#默认电子本CBC加密）会有异同，若使用相同的块加密会导致加密结果相似，从而通过统计方式进行反解，所以有些加密方式是通过向量给以变化，然后上一块的结果会变成下一块的IV使用（CBC加密，这样相同块由于输入的IV不同，明文也不会相同，但这种情况下会需要IV，体现了初始向量概念中初始的概念），而有些由是每个块使用相同的IV（初始IV),更有甚者根本没有使用IV。这些具体的要求要看具体的加密方式（模式）。但由于DES对象会检查，所以在C#中无论是否使用都检查IV的值。DESCryptoServiceProvider只是CSP容器实现DES而已。
   

5. 使用完全一样的Key和IV，相同的加密算法与填充模式，对相同的密文加密，结果是一样的吗？

   不一样！加密算法了为对抗反向工程，使用同一类对象加密相同的内容，结果也不尽相同（IV只是保密加密过程中块重叠问题，而这个是为了保证不同的加密过程结果不同，所以这个更象是MD5的不同加盐方式）。虽然加密后的结果是不同的，但解密都会是正确的结果。
   

6. 对称加密和解密使用的是相同的算法吗？

   这个很多人有误解，算法概念本身被含混了。严格来说，算法是相同的！密码学中的算法包含加密算法和解密算法（广义上还是签名算法和验签算法也是算法）！所以可以说加解密算法是一个，比如DES算法，AES算法等；狭义上的算法往往指的是加密/解密的具体实施算法，比如DES中的CBC等，其实更多的时候为了区分我们称之为加/解密模式或块算法或块模式。而更多的程序员却把实现（类库）中的函数（成员方法）称为算法——比如EnCrypto和DesCrypto之类的，这种其实是算是狭义中的加解密算法，更多的时候我们还是称之为方法而不是算法，假定出现重载时，你难道还称其为有多个“算法”吗？所以算法到底是加密方法是否相同，并不一定——有些精巧点的算法可能会相同——对称算法只是说使用的是相同的密钥，加密和解密时间相差不多，并不是说一定是方法相同！不少人以为对称算法中使用了相同的密钥，所使用的方法必须是同一个——没这回事！比如我封装一个：Crypto(byte[] orgData, byte[] keyIv, bool enCrypto); 最后一个使用布称或枚举让你选择是加密还是解密，这不就算是所谓的一个方法了吗？所以说实现（类中的方法）与加密中理论完全是两码事，很多人喜欢往一块混！
   

7. 加密学中的位指的是bit吗？

   确实是！比如64bit,其实就是8Bytes(Byte[8])而已。很多人在问，为什么加密出来却是16byte?比如上文中的16个十六进制字符？其实是完全扯*蛋——byte[8]如果用16进制表示，每4个bit用0~F表示，正好是16个，很多人喜欢把十六进制与字符串乱整一通（基本知识的问题），把十六进制转成字符，然后再大言不惭地说，就是16个字符嘛——确实是，问题在于十六进制转成字符后，把每个4bit给转成了8bit表示出来了！所以自己都不知道多少bit了！十六进制的"FF"其实只是一个字节（1111 1111）,转成字符串“FF”就是"0100 0110 0100 0110"了（0100 0110是字符F的编码）！

其实加/解密涉及的内容并不多，比如上文的几个问题就基本上全是对称加密的一些重点了，然后要有处理字节的能力就可以了！别动不动转成字符串看看，那对你没有什么好处！很多应用程序员都喜欢把字节处理成字符串，然后转来转去浪费计算机性能！举个例子来说，把一个文本文件加密，加密后的结果就使用二进制方式直接存储就可以了，解密时直接读二进制文件。为什么非要转成十六进制字符呢？我知道打开后是乱码——就算是你保存成不乱码的十六进制，除了文件大小增加一倍外，你还自己真能看懂？可能其他人会跟题主一样说，我不会犯这样的毛病——那么Key和IV为什么会是Encoding.GetBytes()?本身的设计是key和IV的容量都是非常的大的——现在就剩下一些可显示字符了！加上标点才85个而已(如果只是数字和字母只有36个了),按Key加密方法来算只有85^8了，事实设计了64bit，也就是2^64方个！为什么这个参数不是byte[8]?就算你想使用户接口，也应该是用户接口的成员方法处理。

所以，Key/IV输入的一定要是Byte[]，就算是图形界面与方法不能直接交互，那么你可以设计一个密码的输入框，然后把用户输入的内容MD5，前64bit做Key后64bit做IV不是更好么？