目錄
AES加密
編碼
異或XOR
加解密步驟
AES加密
從中可以知道對稱加密和公鑰密碼只能保護機密性，防止竊聽，
如果要完整性防篡改，需要用單向散列函式、訊息認證碼、數字簽名技術，
這里有個關于對稱加密的一個問題：
如這個問題：對稱加密如AES，如果一串密文，有人稍微修了下，用密鑰去解會不會解出亂碼，還是解密失敗？拿java測，稍微測了幾次是解密失敗，但會不會有解出亂碼的情況？
問了一些大佬，最后總結出2個答案：
①一個鑰匙（密鑰）只能開一把鎖（加密資料），但這樣就有一個問題既然是這樣的模式，那么這個AES，不就具備了一部分了簽名的能力，就可以防篡改了，比如https，最后是用了AES加密，那么這個資料用AES加密，是否能防篡改，而上圖中對稱加密只用來保障機密性，所以這個地方就有點矛盾了，
②亂碼和失敗都是有可能，關鍵看AES是那種加密模式，是如果修改資料的，如果是使用流模式加密，能解密，但解出來的都是亂碼，塊加密模式只要不修改最后一塊就能解密，解出來是亂碼，塊加密模式修改最后一個塊，填充校驗失敗，不能解密，
這里我做了個實驗如下代碼：
AES.java
package cn.it1995.tool;
import javax.crypto.*;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
public class AES {
private SecretKey mKey;
public AES(){
try {
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
//創建隨機密碼，并設定種子
SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
secureRandom.setSeed(System.currentTimeMillis());
//初始化密鑰物件
keyGenerator.init(128, secureRandom);
mKey = keyGenerator.generateKey();
}
catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public byte[] encrypt(String content){
if(mKey == null){
return new byte[]{-1};
}
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, mKey);
return cipher.doFinal(content.getBytes());
}
catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
}
catch (BadPaddingException e) {
e.printStackTrace();
}
catch (IllegalBlockSizeException e) {
e.printStackTrace();
}
catch (InvalidKeyException e) {
e.printStackTrace();
}
return new byte[]{-1};
}
public byte[] decrypt(byte[] content){
if(mKey == null){
return new byte[]{-1};
}
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, mKey);
return cipher.doFinal(content);
}
catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
}
catch (BadPaddingException e) {
e.printStackTrace();
}
catch (IllegalBlockSizeException e) {
e.printStackTrace();
}
catch (InvalidKeyException e) {
e.printStackTrace();
}
return new byte[]{-1};
}
}Main.java
package cn.it1995.tool;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.nio.ByteBuffer;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
String content = "helloWorldHelloWorld111111111111111111111111";
AES aes = new AES();
byte[] encrypted = aes.encrypt(new String(content));
byte[] decrypt = aes.decrypt(encrypted);
System.out.println("encrypted:" + new String(encrypted));
System.out.println("decrypt:" + new String(decrypt));
System.out.println("----------------------------------");
ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(encrypted);
byte[] cipher = new byte[32];
bb.get(cipher, 0, 16);
for(int i = 5; i < 10; i++){
cipher[i] = 1;
}
for(int i = 0; i < 16; i++){
cipher[16 + i] = encrypted[encrypted.length - 16 + i];
}
System.out.println("洗掉（篡改）保留最后一塊：");
System.out.println(new String(aes.decrypt(cipher)));
}
}
運行截圖：
所以AES并不能防篡改，如果要防篡改需要用單向散列函式、訊息認證碼、數字簽名技術，
編碼
編碼：將現實世界中的東西映射為位元序列的操作，如midnight：
m->0110 1101
i->0110 1001
d->0110 0100
n->0110 1110
i->0110 1001
g->0110 0111
h->0110 1000
t->0111 0100
異或XOR
這個比較有意思以前的理解為相同為0，不同的為1，
這里看到了有人用棋盤翻轉的理解方式，
理解：0表示不翻轉，1表示翻轉，
0 XOR 0 = 0；沒有翻轉
1 XOR 0 = 1；翻轉了1次
0 XOR 1 = 1；翻轉了1次
1 XOR 1 = 0；翻轉了2次
加解密步驟
A XOR B = C
C XOR B = A
一串資料與密鑰運算，得到加密資料，加密資料在與密鑰運算獲取明文，
如下：
A:0100 1100
B:1010 1010
來計算一下：
A XOR B:
0100 1100
1010 1010
----------
1110 0110
結果 XOR B：
1110 0110
1010 1010
----------
0100 1100
這里有個結論：資料a異或資料b得到資料c，資料c再與資料資料b異或，可以得到資料a，
影像是這樣的：
下面使用Qt來實作這個加密，
編程實體
程式運行截圖如下：
先是一個蠟筆小新的彩色圖：
下面是《山坡羊·潼關懷古》
原理就是上面說的，通過這種方式實作圖片掩蓋，這里水印也可以這么搞，
工程如下：
原始碼如下：
Widget.h
#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H
#include <QWidget>
QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE
class Widget : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
Widget(QWidget *parent = nullptr);
~Widget();
private:
Ui::Widget *ui;
uchar *m_secPtr;
uchar *m_xorPtr;
uchar *m_retPtr;
};
#endif // WIDGET_HWidget.cpp
#include "Widget.h"
#include "ui_Widget.h"
#include <QImage>
#include <QDebug>
#include <QRandomGenerator>
Widget::Widget(QWidget *parent)
: QWidget(parent)
, ui(new Ui::Widget)
{
ui->setupUi(this);
QImage pix(":/tghg.png");
uchar *oriPtr = pix.bits();
int picSize = pix.sizeInBytes();
m_secPtr = new uchar[picSize];
m_xorPtr = new uchar[picSize];
m_retPtr = new uchar[picSize];
//生成密鑰圖片
for(int i = 0; i < picSize; i++){
m_secPtr[i] = QRandomGenerator::global()->bounded(256);
}
ui->originLabel->setPixmap(QPixmap::fromImage(pix));
ui->secLabel->setPixmap(QPixmap::fromImage(QImage(m_secPtr, pix.width(), pix.height(), pix.format())));
for(int i = 0; i < picSize; i++){
m_xorPtr[i] = oriPtr[i] ^ m_secPtr[i];
}
ui->xorLabel->setPixmap(QPixmap::fromImage(QImage(m_xorPtr, pix.width(), pix.height(), pix.format())));
//還原
for(int i = 0; i < picSize; i++){
m_retPtr[i] = m_xorPtr[i] ^ m_secPtr[i];
}
ui->retLabel->setPixmap(QPixmap::fromImage(QImage(m_retPtr, pix.width(), pix.height(), pix.format())));
}
Widget::~Widget()
{
delete ui;
delete this->m_retPtr;
delete this->m_secPtr;
delete this->m_xorPtr;
}main.cpp
#include "Widget.h"
#include <QApplication>
int main(int argc, char *argv[])
{
QApplication a(argc, argv);
Widget w;
w.show();
return a.exec();
}
原始碼打包下載地址：
Qt/XorPic at master · fengfanchen/Qt · GitHub
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/335450.html
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