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一般的数据加密模型如下图所示。在发送端，把明文X用加密算法E和加密密钥K加密，变换成密文Y，即Y=EK(X)；在接收端利用解密算法D和解密密钥K对密文Y进行解密，得到明文X。
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加／解密函数E和D是公开的，而密钥K是秘密的。在传送过程中，偷听者得到的是无法理解的密文，而他又得不到密钥，这就达到了对第三者保密的目的。
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经典加密方法主要使用了替换加密、换位加密和一次性填充3种加密技术。
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（3）一次性填充：把明文变为位串，选择一个等长的随机位串作为密码，对二者进行按位异或，得到密文。
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对称密钥加密的发送和接收数据的双方必须使用相同的／对称的密钥对明文进行加密和解密运算。常用的对称加密算法有DES、IDEA、TDEA、AES、RC2、RC4、RC5等。
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数据加密标准（Data Encryption Standard, DES）是20世纪70年代美国联邦注册大会上，美国国家标准局（NBS）公开征集标准密码的算法。
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DES属于分组密码体制，它将分组为64位的明文加密成64位的密文；或反之。整个加密过程由16个独立的加密循环构成，每一个循环使用自己的密钥K1,K2，…，K16和加密函数。解密使用与加密相同的过程，但顺序与加密相反，从K16开始变换，直至K1。主密钥为56位，用于生成每轮循环各自的密钥K1,K2，…，K16。加密函数是DES加密运算的核心，分为扩展置换（E盒）、S盒置换和后变位（P盒置换）。
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DES的加密密钥和解密密钥相同，属于对称密码体制。其安全性依赖于密钥，但目前可利用差分密码分析的思想对其选择明文攻击方法，因此56位的密钥长度的DES原则上不再是安全的。增加密钥长度和采用多重DES的加密是有意义的加强办法。
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三重DES是指使用两个密钥，执行3次DES算法，如下图所示。其密钥长度是112位。
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国际数据加密数据算法（International Data Encryption Algorithm， IDEA）是瑞士苏黎世联邦工业大学（ETH）的Xuejia Lai和James L.Massey于1991年提出的。该算法形式上和DES类似，也是使用循环加密方式，把分组为64位的明文加密为64位的密文；或反之。所不同的是，IDEA使用128位的密钥，扩展成52个16位循环密钥，安全性强于DES。若采用强行攻击，对付IDEA将是对付DES工作量的272=4.7×1021倍，因此，它的安全性是比较好的，是目前数据加密中应用较为广泛的一种密码体制。
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由于加密密钥和解密密钥都由同一个主密钥派生而来，IDEA仍属于对称密码体制，而且其设计倾向于软件实现，目前尚未找到破译方法。
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公开密钥密码体制也称为非对称密钥加密。每个用户都有一对密钥：公开密钥和私有密钥。公钥对外公开，私钥由个人秘密保存；用其中一把密钥来加密，另一把密钥来解密。虽然秘密密钥（SK）是由公开密钥（PK）决定的，但却不能根据PK计算出SK。公开密钥密码算法原理如下图所示。
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此算法的基础是在数论中寻求两个大素数比较简单，而将它们的乘积分解开则极其困难。每个用户有两个密钥：加密密钥PK={e,n｝和解密密钥SK=｛d,n｝。用户把加密密钥公开，使得系统中任何其他用户都可使用，而对解密密钥中的d则保密。N为两个大素数p和q之积（素数p和q一般为100位以上的十进制数），e和d满足一定的关系。攻击者已知e和n时也并不能求出d。
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ElGamal算法也是一种常用的公钥加密算法，它是基于公钥密码体制和椭圆曲线加密体系，既能用于数据加密，也能用于数字签名。
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