DES、3DES、AES、PBE对称加密算法实现及应用

1. DES对称加密算法

DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，由IBM于1977年研发并在1983年被美国联邦政府确定为标准。DES使用56位的密钥以及64位的数据块，通过一系列的置换和替换操作对数据进行加密和解密。

DES的加密过程包括初始置换（IP）、16轮加密和逆初始置换（IP^(-1)）三个阶段。在每一轮加密中，通过密钥调度算法生成轮密钥，再使用F函数对数据块进行混淆。而解密过程则是将加密的过程反着来，先逆初始化置换再反向使用轮密钥。

DES算法已经被证明存在一些安全弱点，例如密钥长度短、选择过于简单等。为了提高安全性，出现了3DES和AES这样更加强大的加密算法。

2. 3DES对称加密算法

3DES（Triple DES）是对DES算法的改进和增强。它使用3个不同的密钥对数据进行加密和解密，通过三次DES加密和两次密钥交换来提高安全性。

3DES的加密过程包括了两种模式：ECB（Electronic Code Book）和CBC（Cipher Block Chaining）。ECB模式将数据块分成相同大小的块，然后分别使用三个密钥对每个块进行加密。而CBC模式则使用前一个数据块的加密结果与当前数据块进行异或运算，再进行加密。

3DES相对于DES来说具有更高的安全性，但由于使用了三次加密，因此速度会比DES慢一些。在一些对安全性要求较高的场景中，3DES仍然是一种常用的加密算法。

3. AES对称加密算法

AES（Advanced Encryption Standard）是一种目前广泛使用的对称加密算法。它使用128、192或256位的密钥以及128位的数据块，通过一系列的变换和替代操作来执行加密和解密。

AES的加密算法被分为几个步骤：字节代替、行移位、列混淆和轮密钥加。这些步骤在多个轮次中循环执行，最后得到最终的加密结果。

AES算法不仅安全性较高，而且在速度和资源消耗方面也较为优秀。它已成为许多领域中数据保护和加密的首选算法，如网络通信、物联网、存储加密等。