idea加密算法采用位密钥
基于Java的IDEA加密算法探讨
随着Internet的迅速发展,电子商务的浪潮势不可挡，日常工作和数据传输都放在Internet网上进行传输,大大提高了效率,降低了成本,创造了良好的效益。但是,由于 Internet网络协议本身存在着重要的安全问题(IP包本身并不继承任何安全特性,很容易伪造出IP包的地址、修改其内容、重播以前的包以及在传输途中拦截并查看包的内容),使网上的信息传输存在巨大的安全风险电子商务的安全问题也越来越突出。加密是电子商务中最主要的安全技术,加密方法的选取直接影响电子商务活动中信息的安全程度，在电子商务系统中,主要的安全问题都可以通过加密来解决。数据的保密性可通过不同的加密算法对数据加密来实现。
对我国来讲，虽然可以引进很多的外国设备，但加密设备不能依靠引进，因为它涉及到网络安全、国家机密信息的安全，所以必须自己研制。当前国际上有许多加密算法，其中DES（Data Encryption Standard）是发明最早的用得最广泛的分组对称加密算法，DES用56位蜜钥加密64位明文，输出64位密文，DES的56位密钥共有256 种可能的密钥，但历史上曾利用穷举攻击破解过DES密钥，1998年电子边境基金会（EFF）用25万美元制造的专用计算机，用56小时破解了DES的密钥，1999年，EFF用22小时完成了破解工作，使DES算法受到了严重打击，使它的安全性受到严重威胁。因为JAVA语言的安全性和网络处理能力较强，本文主要介绍使用IDEA（Internation Data Encryption Algorithm ）数据加密算法在Java环境下实现数据的安全传输。
一、IDEA数据加密算法
IDEA数据加密算法是由中国学者来学嘉博士和着名的密码专家 James L. Massey 于1990年联合提出的。它的明文和密文都是64比特，但密钥长为128比特。IDEA 是作为迭代的分组密码实现的，使用 128 位的密钥和 8 个循环。这比 DES 提供了更多的 安全性，但是在选择用于 IDEA 的密钥时，应该排除那些称为“弱密钥”的密钥。DES 只有四个弱密钥和 12 个次弱密钥，而 IDEA 中的弱密钥数相当可观，有 2 的 51 次方个。但是，如果密钥的总数非常大，达到 2 的 128 次方个，那么仍有 2 的 77 次方个密钥可供选择。IDEA 被认为是极为安全的。使用 128 位的密钥，蛮力攻击中需要进行的测试次数与 DES 相比会明显增大，甚至允许对弱密钥测试。而且，它本身也显示了它尤其能抵抗专业形式的分析性攻击。
二、Java密码体系和Java密码扩展
Java是Sun公司开发的一种面向对象的编程语言,并且由于它的平台无关性被大量应用于Internet的开发。Java密码体系(JCA)和Java密码扩展(JCE)的设计目的是为Java提供与实现无关的加密函数API。它们都用factory方法来创建类的例程,然后把实际的加密函数委托给提供者指定的底层引擎,引擎中为类提供了服务提供者接口在Java中实现数据的加密/解密,是使用其内置的JCE(Java加密扩展)来实现的。Java开发工具集1.1为实现包括数字签名和信息摘要在内的加密功能,推出了一种基于供应商的新型灵活应用编程接口。Java密码体系结构支持供应商的互操作,同时支持硬件和软件实现。Java密码学结构设计遵循两个原则:(1)算法的独立性和可靠性。(2)实现的独立性和相互作用性。算法的独立性是通过定义密码服务类来获得。用户只需了解密码算法的概念,而不用去关心如何实现这些概念。实现的独立性和相互作用性通过密码服务提供器来实现。密码服务提供器是实现一个或多个密码服务的一个或多个程序包。软件开发商根据一定接口,将各种算法实现后,打包成一个提供器,用户可以安装不同的提供器。安装和配置提供器,可将包含提供器的ZIP和JAR文件放在CLASSPATH下,再编辑Java安全属性文件来设置定义一个提供器。Java运行环境Sun版本时,提供一个缺省的提供器Sun。
三、Java环境下的实现
1．加密过程的实现
void idea_enc( int data11[], /*待加密的64位数据首地址*/ int key1[]){
int i ;
int tmp,x;
int zz[]=new int[6];
for ( i = 0 ; i < 48 ; i += 6) { /*进行8轮循环*/
for(int j=0,box=i; j<6; j++,box++){
zz[j]=key1[box];
}
x = handle_data(data11,zz);
tmp = data11[1]; /*交换中间两个*/
data11[1] = data11[2];
data11[2] = tmp;
}
tmp = data11[1]; /*最后一轮不交换*/
data11[1] = data11[2];
data11[2] = tmp;
data11[0] = MUL(data11[0],key1[48]);
data11[1] =(char)((data11[1] + key1[49])%0x10000);
data11[2] =(char)((data11[2] + key1[50])%0x10000);
data11[3] = MUL(data11[3],key1[51]);
}
2．解密过程的实现
void key_decryExp(int outkey[])/*解密密钥的变逆处理*/
{ int tmpkey[] = new int[52] ;
int i;
for ( i = 0 ; i < 52 ; i++) {
tmpkey[i] = outkey[ wz_spkey[i] ] ; /*换位*/
}
for ( i = 0 ; i < 52 ; i++) {
outkey[i] = tmpkey[i];
}
for ( i = 0 ; i < 18 ; i++) {
outkey[wz_spaddrever[i]] = (char)(65536-outkey[wz_spaddrever[i]]) ; /*替换成加法逆*/
}
for ( i = 0 ; i < 18 ; i++){
outkey[wz_spmulrevr[i]] =(char)(mulInv(outkey[wz_spmulrevr[i]] )); /*替换成乘法逆*/
}
}
四、总结
在实际应用中,我们可以使用Java开发工具包(JDK)中内置的对Socket通信的支持,通过JCE中的Java流和链表,加密基于Socket的网络通信.我们知道,加密/解密是数据传输中保证数据完整性的常用方法,Java语言因其平台无关性,在Internet上的应用非常之广泛.使用Java实现基于IDEA的数据加密传输可以在不同的平台上实现并具有实现简洁、安全性强等优点。
Ⅱ 加密算法的常见加密算法
DES（Data Encryption Standard）：对称算法，数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合；
3DES（Triple DES）：是基于DES的对称算法，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高；
RC2和RC4：对称算法，用变长密钥对大量数据进行加密，比 DES 快；
IDEA（International Data Encryption Algorithm）国际数据加密算法，使用 128 位密钥提供非常强的安全性；
RSA：由 RSA 公司发明，是一个支持变长密钥的公共密钥算法，需要加密的文件块的长度也是可变的，非对称算法； 算法如下：
首先, 找出三个数, p, q, r,其中 p, q 是两个相异的质数, r 是与 (p-1)(q-1) 互质的数......p, q, r 这三个数便是 private key
接着, 找出 m, 使得 rm == 1 mod (p-1)(q-1).....这个 m 一定存在, 因为 r 与 (p-1)(q-1) 互质, 用辗转相除法就可以得到了.....再来, 计算 n = pq.......m, n 这两个数便是 public key
DSA（Digital Signature Algorithm）：数字签名算法，是一种标准的 DSS（数字签名标准），严格来说不算加密算法；
AES（Advanced Encryption Standard）：高级加密标准，对称算法，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高，在21世纪AES 标准的一个实现是 Rijndael 算法；
BLOWFISH，它使用变长的密钥，长度可达448位，运行速度很快；
MD5：严格来说不算加密算法，只能说是摘要算法；
对MD5算法简要的叙述可以为：MD5以512位分组来处理输入的信息，且每一分组又被划分为16个32位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四个32位分组组成，将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。
在MD5算法中，首先需要对信息进行填充，使其字节长度对512求余的结果等于448。因此，信息的字节长度（Bits Length）将被扩展至N*512+448，即N*64+56个字节（Bytes），N为一个正整数。填充的方法如下，在信息的后面填充一个1和无数个0，直到满足上面的条件时才停止用0对信息的填充。然后，在这个结果后面附加一个以64位二进制表示的填充前信息长度。经过这两步的处理，如今信息字节长度=N*512+448+64=(N+1)*512，即长度恰好是512的整数倍。这样做的原因是为满足后面处理中对信息长度的要求。（可参见MD5算法词条）
PKCS:The Public-Key Cryptography Standards (PKCS)是由美国RSA数据安全公司及其合作伙伴制定的一组公钥密码学标准，其中包括证书申请、证书更新、证书作废表发布、扩展证书内容以及数字签名、数字信封的格式等方面的一系列相关协议。
SSF33，SSF28，SCB2(SM1)：国家密码局的隐蔽不公开的商用算法，在国内民用和商用的，除这些都不容许使用外，其他的都可以使用；
Ⅲ 国际数据加密算法的算法简介
IDEA加密算法简介
IDEA(International Data Encryption Algorithm）在密码学中属于数据块加密算法（Block Cipher）类。IDEA使用长度为128bit的密钥，数据块大小为64bit。从理论上讲，IDEA属于“强”加密算法，至今还没有出现对该算法的有效攻击算法。
早在1990年，Xuejia Lai等人在EuroCrypt’90年会上提出了分组密码建议PES(Proposed Encryption Standard）。在EuroCrypt’91年会上，Xuejia Lai等人又提出了PES的修正版IPES(Improved PES）。目前IPES已经商品化，并改名为IDEA。IDEA已由瑞士的Ascom公司注册专利，以商业目的使用IDEA算法必须向该公司申请许可。
IDEA是一种由8个相似圈（Round）和一个输出变换（Output Transformation）组成的迭代算法。IDEA的每个圈都由三种函数：模（216+1）乘法、模216加法和按位XOR组成。
在加密之前，IDEA通过密钥扩展（Key Expansion）将128bit的密钥扩展为52Byte的加密密钥EK(Encryption Key），然后由EK计算出解密密钥DK(Decryption Key）。EK和DK分为8组半密钥，每组长度为6Byte，前8组密钥用于8圈加密，最后半组密钥（4Byte）用于输出变换。IDEA的加密过程和解密过程是一样的，只不过使用不同的密钥（加密时用EK，解密时用DK）。
密钥扩展的过程如下：
1． 将128bit的密钥作为EK的前8byte；
2． 将前8byte循环左移25bit，得到下一8byte，将这个过程循环7次；
3． 在第7次循环时，取前4byte作为EK的最后4byte；
4． 至此52byte的EK生成完毕。
密钥扩展的过程如表1所示，为了能够清楚的看出每个8Byte的关系，在表1中用粗线条将将每个8Byte划分开了.
IDEA算法相对来说是一个比较新的算法，其安全性研究也在不断进行之中。在IDEA算法公布后不久，就有学者指出：IDEA的密钥扩展算法存在缺陷，导致在IDEA算法中存在大量弱密钥类，但这个弱点通过简单的修改密钥扩展算法（加入异或算子）即可克服。在1997年的EuroCrypt’97年会上，John Borst等人提出了对圈数减少的IDEA的两种攻击算法：对3.5圈IDEA的截短差分攻击（Truncate Diffrential Attack）和对3圈IDEA的差分线性攻击（Diffrential Linear Attack）。但作者也同时指出，这两种攻击算法对整8.5圈的IDEA算法不可能取得实质性的攻击效果。目前尚未出现新的攻击算法，一般认为攻击整8.5圈IDEA算法唯一有效的方法是穷尽搜索128bit的密钥空间。
Ⅳ 对称加密算法和非对称加密算法
常见的对称加密算法包括瑞士的国际数据加密算法（International Data Encryption
Algorithm，IDEA）和美国的数据加密标准（Date Encryption Standard，DES）。
DES是一种迭代的分组密码，明文和密文都是64位，使用一个56位的密钥以及附加的8位奇偶校验位。攻击DES的主要技术是穷举法，由于DES的密钥长度较短，为了提高安全性，就出现了使用112位密钥对数据进行三次加密的算法（3DES），即用两个56位的密钥K1和K2，发送方用K1加密，K2解密，再使用K1加密；接收方则使用K1解密，K2加密，再使用K1解密，其效果相当于将密钥长度加倍。
IDEA是在DES的基础上发展起来的，类似于3DES。IDEA的明文和密文都是64位，密钥长度为128位。
非对称加密算法也称为公钥加密算法，是指加密密钥和解密密钥完全不同，其中一个为公钥，另一个为私钥，并且不可能从任何一个推导出另一个。它的优点在于可以适应开放性的使用环境，可以实现数字签名与验证。
最常见的非对称加密算法是RSA，该算法的名字以发明者的名字命名：Ron Rivest，AdiShamir 和Leonard Adleman。RSA算法的密钥长度为512位。RSA算法的保密性取决于数学上将一个大数分解为两个素数的问题的难度，根据已有的数学方法，其计算量极大，破解很难。但是加密/解密时要进行大指数模运算，因此加密/解密速度很慢，主要用在数字签名中。
用公钥进行加密，用私钥进行解密
Ⅳ idea的IT
加密算法
是旅居瑞士中国青年学者来学嘉和着名密码专家J.Massey于1990年提出的。它在1990年正式公布并在以后得到增强。这种算法是在DES算法的基础上发展出来的，类似于三重DES，和DES一样IDEA也是属于对称密钥算法。发展IDEA也是因为感到DES具有密钥太短等缺点，已经过时。IDEA的密钥为128位，这么长的密钥在今后若干年内应该是安全的。
类似于DES，IDEA算法也是一种数据块加密算法，它设计了一系列加密轮次，每轮加密都使用从完整的加密密钥中生成的一个子密钥。与DES的不同处在于，它采用软件实现和采用硬件实现同样快速。
由于IDEA是在美国之外提出并发展起来的，避开了美国法律上对加密技术的诸多限制，因此，有关IDEA算法和实现技术的书籍都可以自由出版和交流，可极大地促进IDEA的发展和完善。
IDEA曾今也是AES算法标准的主要竞争者，其安全性已经在国际密码年会上被证明。
在PGP(pretty good privacy)中，IDEA算法被采用。
64-位数据分组被分成4个16-位子分组：xl，X2，x3，x4。这4个子分组成为算法的第一轮的输入，总共有8轮。在每一轮中，这4个子分组相列相异或，相加，相乘，且与6个16-位子密钥相异或，相加，相乘。在轮与轮间，第二和第：个子分组交换。最后在输出变换中4个子分组与4个子密钥进行运算。
在每一轮中，执行的顺序如下：（以下表述中的相加指的是两个数mod 2^256 相加，例如：（a + b) mod p，其结果是a+b算术和除以p的余数，也就是说，（a+b) = kp +r，则 (a+b) mod p =r,又例如对于下列表述中的“（2)X2和第二个子密钥相加”就是指用X2与第二个子密钥的和除以2^16(即65536)后的余数。对于以下表述中的相乘，指的是：（a × b) mod p，其结果是 a × b算术乘法除以p的余数，又例如对于下列表述中的“（1)X1和第一个子密钥相乘。”就是指用X1和第一个子密钥相乘后的积除于(2^16+1)(即65537)后的余数。异或指的是不进位加法。）
(1)X1和第一个子密钥相乘。
(2)X2和第二个子密钥相加。
(3)X3和第三个子密钥相加。
(4)X4和第四个子密钥相乘。
(5)将第（1)步和第（3)步的结果相异或。·
(6)将第（2)步和第（4)步的结果相异或。
(7)将第（5)步的结果与第五个子密钥相乘。
(8)将第（6)步和第（7)步的结果相加。
(9)将第（8)步的结果与第六个子密钥相乘。
(10)将第（7)步和第（9)步的结果相加。
(11)将第（1)步和第（9)步的结果相异或。
(12)将第（3)步和第（9)步的结果相异或。
(13)将第（2)步和第（10)步的结果相异或。
(14)将第（4)步和第（10)步的结果相异或。
每一轮的输出是第（11)、（12)、（13)和（14) 步的结果形成的4个子分组。将中间两个分组分组交换（最后一轮除外）后，即为下一轮的输入。
经过8轮运算之后，有一个最终的输出变换：
(1) X1和第一个子密钥相乘。
(2) X2和第二个子密钥相加。
(3) X3和第三个子密钥相加。
(4) X4和第四个子密钥相乘。
最后，这4个子分组重新连接到一起产生密文。
产生子密钥也很容易。这个算法用了52个子密钥（8轮中的每一轮需要6个，其他4个用与输出变换）。首先，将128-位密钥分成8个16-位子密钥。这些是算法的第一批8个子密钥（第一轮六个，第二轮的头两个）。然后，密钥向左环移25位后再分成8个子密钥。开始4个用在第二轮，后面4个用在第三轮。密钥再次向左环移25位产生另外8个子密钥，如此进行D算法结束。
解密过程基本上一样，只是子密钥需要求逆且有些微小差别，解密子密钥要么是加密子密钥的加法逆要么是乘法逆。（对IDEA而言，对于模256十1乘，全0子分组用256=-l来表示，因此0的乘法逆是0)。计算子密钥要花点时间，但对每一个解密密钥，只需做一次。
关于IDEA中运用的很多概念，需要参考数论中的知识，如有疑问，可以参考以下资料：计算机密码学（卢开澄着清华大学出版社出版），计算机密码学及其应用，初等数论，数论导引（华罗庚着）等。关于IDEA运用的数学原理，均可在以上资料中获得答案。
IDEA奖项
国际杰出设计奖（Instrial Design Excellence Awards）