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3DES

Wikipedia · 2025-06-04 维基百科 👁 1 阅读

密码学中，三重数据加密算法（，縮寫為TDEA，Triple DEA），或稱3DES（），是一種對稱密鑰加密块密码，相当于是对每个数据块应用三次資料加密標準（DES）算法。由于计算机运算能力的增强，原版DES由於密钥长度過低容易被暴力破解；3DES即是设计用来提供一种相对简单的方法，即通过增加DES的密钥长度来避免类似的攻击，而不是设计一种全新的块密码算法。

标准中的定义
TDEA算法在以下标准中被定义：

*

算法的名称
最早的定义了该算法的标准（ANS X9.52，1998年发布）将其描述为“三重数据加密算法（TDEA）” — 即ANSI X3.92中定义的数据加密算法（DEA）的三次重复操作 — 而完全没有使用术语“3DES”或“DES”。FIPS PUB 46-3（1999）定义了“三重数据加密算法”（TDEA），也使用了术语“Triple DES”和“DES”。该标准中互换的使用“数据加密算法”（DEA）和“DES”的概念，其中以此开始DES的定义：

NIST SP 800-67（2004，2008）主要使用术语TDEA，但也提到了“Triple DES（TDEA）”。ISO/IEC 18033-3（2005）使用“TDEA”，但其中提到：

没有一个定义了本算法的标准使用术语“3DES”。

算法
3DES使用“密钥包”，其包含3个DES密钥，K1，K2和K3，均为56位（除去奇偶校验位）。加密算法为：
:密文 = EK3(DK2(EK1(明文)))
也就是说，使用K1为密钥进行DES加密，再用K2为密钥进行DES“解密”，最后以K3进行DES加密。

而解密则为其反过程：
:明文 = DK1(EK2(DK3(密文)))
即以K3解密，以K2“加密”，最后以K1解密。

每次加密操作都只处理64位数据，称为一块。

无论是加密还是解密，中间一步都是前后两步的逆。这种做法提高了使用密钥选项2时的算法强度，并在使用密钥选项3时与DES兼容。

密钥选项
标准定义了三种密钥选项（Keying option），“密钥选项n”是标准中(X9.52, FIPS PUB 46-3, SP 800-67, ISO/IEC 18033-3)定义的TDEA的术语。然而，其它标准中，推荐和通用描述中也使用了其它术语。
*密钥选项1：
**三个密钥是独立的。常用名称为3TDEA或“三倍长度密钥”（triple-length keys）
**密钥选项1的强度最高，拥有3 x 56 = 168个独立的密钥位。在NIST SP 800-57与SP 800-78-2中定义。
*密钥选项2（已弃用）：
**K1和K2是独立的，而K3=K1。常用名称为2TDEA，或“双倍长度密钥”（double-length keys）在NIST SP 800-57，亦不为ISO/IEC 18033-3所支持。

对多于一个块的加密
与其它的块密码一样，对多个数据块的加密和解密可以使用多种工作模式进行，而模式的定义可以与块密码算法相独立。然而，ANS X9.52和NIST SP 800-67（通过SP 800-38A）确定了某些模式只能在特定限制下应用，而无需普遍的应用。例如，ANS X9.52提出对于CBC模式，初始化向量每次应当不同，而ISO/IEC 10116没有类似规定。FIPS PUB 46-3和ISO/IEC 18033-3只定义了单块密码，而并没有对多块的工作模式做出限制。

安全性
普遍而言，有3个独立密钥的3DES（密钥选项1）的密钥长度为168位（三个56位的DES密钥），但由於中途相遇攻击，它的有效安全性仅为112位。密钥选项2将密钥长度缩短到了112位，但该选项对特定的选择明文攻击和已知明文攻击的强度较弱，因此NIST认定它只有80位的安全性），2113部，290次DES加密以及288位内存（该论文提到了时间和内存的其它分配方案）。这在现在是不现实的，因此NIST认为密钥选项1可以使用到2030年。

使用
电子货币业界和電子貨幣標準（如EMV）過往普遍使用3DES，但3DES已經逐漸被更安全的AES代替。

Microsoft OneNote和Microsoft Outlook 2007使用3DES以密码保护用户数据。

注释
参考文献
参见

  • DES
  • DES-X
  • AES
  • Horst Feistel
  • Walter Tuchman

Data Encryption Standard#Triple-DES

#数据加密标准 #已攻破的分组密码

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