最近搞免杀，用到一些密码加密知识，开个专栏记录一下，重新学习密码学（大二修过，忘得差不多了），参考书籍《图解密码技术》。
本文不追求密码算法细节，只记录密码算法基本原理，以及python实现加解密。
对称密码-相同的密钥加密解密
主要内容：DES、3DES、AES
比特序列：计算机的操作对象，由0和1组成。无论图片还是视频，亦或是程序，在计算机中都是以比特序列的形式存储。
XOR（异或）运算：规则简单来说就是：相同为0，不同为1
如果对比特序列进行异或运算（相同位数），进行逐一对各个比特进行计算，得到一个新的比特序列。根据运算规则，两个相同的数进行异或运算，结果一定为0，A xor A = 0。如果A xor B = C，那么C xor B = A，凭借这一特性，我们可以选择一个合适B，就可以利用XOR实现一个高强度的密码，A相当于明文，B是密钥，C是密文。在免杀中，可以使用XOR对shellcode进行编码，破坏特征，使用时再进行一次XOR运算，让shellcode正常运行。
DES加密
DES是1977年美国联邦信息处理标准中所采用的一种对称密码，一直以来被政府和银行广泛使用。随着计算机的进步，DES已经能够被破解，变得不在安全，现在已经被淘汰。
加解密过程
DES是一种将64比特明文加密成64比特密文的对称加密算法，密钥长度为56比特（从规格上来说，密钥是64比特，但由于每隔7比特会设置一个用于错误检查的比特，因此实质密钥长度为56比特）。DES以64比特明文（比特序列）为一个单位进行加密，这个单位称为分组，DES每次只能加密64比特的数据，如果明文过长，需要对DES加密进行迭代，迭代的具体方式称为模式（例如ECB、CBC）。
DES结构
DES结构称为Feistel网络（由Horst Feistel设计）在Feistel网络中，加密的各个步骤称为轮，整个加密过程就是进行若干次轮的循环，DES就是一种16轮循环的Feistel网络。下图为DES Feistel网络的一轮。
一轮的具体计算步骤：
1.将输入的数据分为左右两个部分。
2.将输入的右侧直接发送到输出的右侧。
3.将输入的右侧发送到轮函数。
4.论函数根据右侧数据和子密钥，计算出一串看上去是随机的比特序列。
5.将上一步得到的比特序列与左侧数据进行XOR运算，将结果作为加密后的左侧。
下一轮加密时，上一轮加密的左侧变成右侧，未加密的右侧变成左侧（左变右，右变左），再进行加密，循环16轮。
python实现
使用PyCryptodome实现，PyCryptodome是一个加密算法库，安装PyCryptodome
pip install pycryptodome
实现代码
# -*- coding:UTF-8 -*-from Crypto.Cipher import DES #导入DES模块key = b'zero1sec' #密钥，需要转换为二进制text="this is des!" #明文def judge(text): #判断text是否为8的倍数，text必须是8的倍数，如果不是就补足while len(text) % 8 != 0:text += ' 'return textdes = DES.new(key, DES.MODE_ECB) #创建DES实例，模式为ECBfin_text = judge(text) #调用judge判断文本print(fin_text,"|") #打印调整后的文本，“|”为分隔符encode_text = des.encrypt(fin_text.encode("utf-8")) #进行加密print(encode_text) #输出密文decode_text = des.decrypt(encode_text).decode().rstrip(' ') #进行解密，使用rstrip去除末尾多余空白字符print(decode_text) #输出明文
三重DES加密
由于DES已经能够被暴力破解，出于这个目的，三重DES被开发了出来。三重DES是将DES重复三次所得到的一种密码算法，也称为TDEA，通常缩写为3DES。但三重DES并不是简单的DES堆加，而是一个加密-解密-加密的过程，如下图
如果密钥1和密钥3相同，密钥2不同，称为DES-EDE2；如果三个密钥都不同就称为DES-EDE3，解密的过程和加密相反。
python实现代码
（本代码来源于网络）
# -*- coding:UTF-8 -*-from Crypto.Cipher import DES3import base64class EncryptDate:def __init__(self, key):self.key = key # 初始化密钥self.length = DES3.block_size # 初始化数据块大小self.aes = DES3.new(self.key, DES3.MODE_ECB) # 初始化AES,ECB模式的实例# 截断函数，去除填充的字符self.unpad = lambda date: date[0:-ord(date[-1])]def pad(self, text):"""#填充函数，使被加密数据的字节码长度是block_size的整数倍"""count = len(text.encode('utf-8'))add = self.length - (count % self.length)entext = text + (chr(add) * add)return entextdef encrypt(self, encrData): # 加密函数res = self.aes.encrypt(self.pad(encrData).encode("utf8"))msg = str(base64.b64encode(res), encoding="utf8")# msg = res.hex()return msgdef decrypt(self, decrData): # 解密函数res = base64.decodebytes(decrData.encode("utf8"))# res = bytes.fromhex(decrData)msg = self.aes.decrypt(res).decode("utf8")return self.unpad(msg)if __name__ == '__main__':cr = EncryptDate('qaqaweqawqwertyuiopasdtf') #密钥24位cr_res = cr.encrypt('zero1zerggsdgro3') #明文print(cr_res)de_res = cr.decrypt(cr_res)print(de_res)
AES加密
AES是取代DES的成为新标准的一种对称算法，是经过公开竞选选出的一种算法。现在的AES标准是Rijndael算法，由多个轮构成，每一轮分为SubBytes、ShiftRows、MinColumns和AddRoundKey共四个步骤，AES是SPN结构。密钥的长度可以使用128位、192位或256位。密钥的长度不同，推荐加密轮数也不同，如下表所示
如果想研究AES的细节实现，可以参考：https://blog.csdn.net/qq_28205153/article/details/55798628
python代码实现
# -*- coding:UTF-8 -*-from Crypto.Cipher import AESfrom Crypto.Util.Padding import pad,unpadfrom Crypto.Random import get_random_bytesdata = b"zero1sec" #明文key = get_random_bytes(16) # 随机生成16字节（即128位）的加密密钥cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC) # 实例化加密，使用CBC模式encrypted_data = cipher.encrypt(pad(data, AES.block_size)) # 加密，pad函数用于分组和填充print(encrypted_data) # 输出密文#解密de_cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, cipher.iv) #实例化解密data = unpad(de_cipher.decrypt(encrypted_data), AES.block_size) #解密print(data) #输出明文
