编写加密算法的技术(专供个人使用)

Question

在这个问题的序言中，我要指出，我完全理解编写自己的加密算法的危险，我永远不会使用自制加密来保护除我之外的任何人的数据。

今天，我被分配了一个计算机科学学期的项目，把我们所学到的知识集中到一个程序中。这个程序的部分功能是它可以加密和解密字符串。我们必须自己编写这些加密方法，因此我们不能使用我们正在使用的语言(Java)中内置的任何内容。最后，我们需要避免使用密钥进行加密的任何东西。

现在，在和我的一些同学交谈后，似乎几乎每个人都在使用ROT13或其他类似的方法。因为我是一个卓越的人，而且我不想和其他人一样，我想设计我自己的加密方法。但是，我有点不知道该从哪里开始。那么，有哪些基本的或高级的加密技术呢？

Answer 1

如果您通常对项目

之外的密码学感兴趣

这取决于您希望进行何种类型的加密。重要的警告:这个答案仅仅是指向正确的理论方向。我强烈建议你在跳进之前多读一遍--你读得越多，你就越能理解以前的密码是如何被破坏的，并且不会犯同样的错误。

公钥

要操作公钥系统，您需要一个陷门函数。不幸的是，维基百科上的建议是非常准确的：

已经提出了几个函数类，很快就很明显地发现陷门函数比最初想象的更难找到。

陷门函数是相当困难的；陷门排列(其中函数的输出和输入集是相同的，因此函数“置换”了集合内的输入)甚至更难。粗略地说，素因式分解问题和离散对数问题是两个“大问题”。机会在这一领域，使用一个现有的将是目前为止最简单的方法。

对称密钥

对称密钥算法是有意可逆的，但是没有一个输入(密钥)被设计成很难逆转。根本的想法是混淆/扩散原理。现代密码技术中常用的技术有置换置换网络和feistel网络。您还应该考虑阅读分组密码工作方式。

对，太好了，我该从哪里开始呢？

尽可能多地阅读。我不喜欢标准的建议“不要设计你自己的密码”。我认为如果人们愿意的话，他们应该尝试一下。但是，我再怎么强调也不为过，要做到正确是多么的困难。由于项目的时间有限，一种技术可能是使用一个现有密码的简单示例，因此：

用于您的项目

作为一种教育实践，RC4很容易实现。很久以前(不久前)，它被用来保护SSL/WEP通信--有时它仍然被使用，所以您将使用真正的密码。它确实有一些安全问题 -理解这些也将有助于您的一般密码教育。然而，由于您的要求不是绝对的安全，而是更多的学习，我认为这将是理想的。

如果你觉得自己很有野心，而且很懂你的语言，那么AES也不难在欧洲央行模式下实施。FIPS-197是相当可读的，通常以一种可访问的方式解释该算法。

您认为ROT13是一个糟糕的例子是正确的。即使不知道每个字符的偏移量是13位，假设您使用的是ASCII，您只需尝试您的密码的127 (或255用于扩展的ASCII)偏移-文本，直到正确的一个删除。因此，即使没有密钥，解密也是非常简单的。

Answer 2

你必须避免使用钥匙的东西？就我个人而言，如果算法不使用密钥，我看不出它是如何称之为“加密”的。

您可以考虑编写自己的简化DES实现。顾名思义，简化的DES (或S- DES )是DES的一个大大简化的版本。它使用了一个10位的键，而且它很简单，可以用铅笔和纸来计算。

本论文是谷歌首个因“简化DES”而畅销的网站。在http://edipermadi.wordpress.com/2008/01/12/simplified-des-simulator/也有一个视觉模拟器。

Answer 3

我不想破坏你的乐趣，但你想考虑以下几点：

1. 本质上，什么是加密？什么是事物的属性，加密和解密，为什么我们要这样做，作为一个社会？你想要考虑的特点，以及过程。
2. 什么是钥匙？根据您的研究，您可能想要求您的讲师澄清这一点。
3. 创建所有加密技术家族的分类系统。通过这项研究，你可能会发现一个或两个有趣的答案。

这是一个以学期为基础的项目，所以你不能(或者应该)在一夜之间回答这个问题。代码本身可能只需要一两天的时间。真正的学习是在给定的约束条件下找到解决方案。