C# 中的 DES 密码学

Question

我一直在尝试找出使用 DES 算法加密 byte[16] 变量的正确方法。场景如下：

• 数据应以 8 字节部分加密。加密密钥为：byte[] {11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11}
• 前 8 个字节使用 Instance Vector = new byte[8] 加密（8 个字节，值为 0）。
• 加密的结果将是接下来 8 个字节的 IV。 （这是 CBC 吗？）
• 最后 8 个字节是我应该发送的结果。

有了这些信息，我实现了Encrypt方法如下：

public static byte[] Encrypt(byte[] data)
{
    var dataChunk = new byte[8];
    var IV = new byte[8];
    var result = new byte[8];
    var key = new byte[] { 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11 };

    for (int counter = 0; counter < data.Length / 8; counter++)
    {
        // Copy the next 8-byte chunk.
        Array.Copy(data, counter * 8, dataChunk, 0, 8);
        var des = System.Security.Cryptography.DES.Create();
        des.Key = key;
        des.IV = IV;
        des.Padding = PaddingMode.None;
        ICryptoTransform cryptoTransform = des.CreateEncryptor(key, IV);

        // Encrypt the datra chunk.
        cryptoTransform.TransformBlock(dataChunk, 0, 8, result, 0);

        // Set the new IV.
        Array.Copy(result, IV, 8);
    } 
return result;
}

这是使用 DES 加密技术加密数据的正确方法吗？

Answer 1

您不需要为每个块创建一个加密器。 加密器本身实现了操作模式（CBC，...）和填充。 所以你需要这样的东西：

byte[] input = ...
byte[] key = ...
byte[] iv = ...

using (DES des = DES.Create())
{
    des.Mode = CipherMode.CBC;
    des.Padding = PaddingMode.None;

    using (ICryptoTransform encryptor = des.CreateEncryptor(key , iv))
    {
        byte[] output = encryptor.TransformFinalBlock(input, 0, input.Length);
    }
}

我在这里省略了使用 DES 的警告。之后您可能还想查看CryptoStream，以便更轻松地进行加密和解密...

Answer 2

我无法帮助您使用 C#，但我可以尝试解决您的最后一个问题：这是否是加密的“正确方法”。嗯，这个答案取决于你期望做什么。

您实现的是一种称为 CBC-MAC 的模式；它不允许接收者恢复消息（因此它根本不是真正的“加密”）；一个线索是消息是 16 个字节，但“加密”消息只有 8 个字节。它确实具有中间人很难修改消息并得出正确的 8 字节 MAC 值的特性（假设他们没有密钥）；因此，像这样的事情经常被用作加密的强完整性检查。现在，CBC-MAC 确实存在长度扩展攻击的问题；如果你不关心长度扩展攻击（你所有的消息都是 16 字节），这对你来说可能并不重要？

CBC-MAC 是否适合您的应用程序？好吧，我不知道答案；您的关键问题：

• 你想做什么？您是否正在尝试“加密”一条消息（以便对方可以恢复它）？或者，您是否试图证明该消息是由拥有密钥的人发送的？
• 您是否想与其他人兼容？是否有人指定了这种“加密”方法？
• ortag 决定省略 DES 的警告，但我想我会包括它们 - DES 可以通过不完全不合理的工作量来破坏；它可能对你的小妹妹甚至普通黑客是安全的，但如果你的对手可以访问一些计算机资源，他可以打破这个。如果这是一个问题，您需要切换到更强的密码，例如 AES