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密码学综合工具(更正v0002)
大数运算(BigCalc)：X^(1/2)运算不能自动计算浮点。
BASE编码(BASE-N)：解码时，明文为hex，如果明文中有00，会被截断，显示不全。另外，用base16和base32编码后再解码，解码是错误的。
进制转换(ScaleConvert)：如果是单个字节之间转换的话，那么，十进制和八进制显示就不正确。左位移或者右位移时，数据有误。
以上问题已经修复。
工具可能还有BUG，或者重大BUG，如有发现，请尽快告知，我好及时修复，以方便大家使用。 使用说明加解密在加解密过程中，密钥不足时，将会自动用0来填充，如果密钥数超过该算法规定的位数，会自动截取前面的数据。
如果想在密钥框、明文框或者IV(向量)/计数器框想输入16进制，标志是"H:"(冒号可以是全角或者半角)。
其他选择类似图中的复选框时， 点击红圈以内的范围，可以选中或者取消。
点击左边的静态标签，可以清空对应的编辑框里的内容：
对称密钥流加密(StreamCipher)StreamCipher界面，如下图：
其中XXTEA算法是分组加密算法，不属于流加密算法，需要注意。
以下对流加密算法的密钥长度和向量长度，做一个说明：
rc4：密钥长度1到256个字节。
zuc128(国密祖冲之流加密算法)：密钥长度16字节，向量16字节。
zuc256(国密祖冲之流加密算法)：密钥长度32字节，向量23字节。
chacha20_128：密钥长度16字节，向量8字节。
chacha20_256：密钥长度32字节，向量8字节。
chachatls：密钥长度32字节，向量12字节。
xchacha20：密钥长度32字节，向量24字节。
hc_128：密钥长度16字节，向量16字节。
hc_256：密钥长度32字节，向量32字节。
panama：密钥长度32字节，向量32字节。
rabbit128：密钥16字节。
rabbit128(withiv)：密钥16字节，向量8字节。
sosemanuk：密钥1到32个字节，向量16字节。
salsa20_128：密钥长度16个字节，向量8字节。
salsa20_256：密钥长度32个字节，向量8字节。
xsalsa20：密钥长度32字节，向量24字节。 分组加密(BlockCipher)BlockCipher界面，如下图：
其中，经常使用的DES、AES和RC算法，有独立的tab标签。在BlockCipher界面时，支持把文本文件拖拽到明文框或者密文框，也可以把明文框或者密文框的内容保存至文本文件。
本工具提供了六种加密模式：ECB(电码本模式)、CBC(密文分组链接模式)、CTR(计数器)、CFB(密文反馈模式)、OFB(输出反馈模式)、PCBC(明文密码块链接模式)，其中CFB和OFB加密模式，才有移位寄存器，其值一般情况下是8位，步长是8位。
RC5RC5分组密码算法具有可变块大小(32，64或128)，密钥大小(0到2040位)和轮回数(0到255)。此工具提供的RC5算法的块长度是64位(bit),轮数有8轮、12轮和16轮，密码长度0-225位（字节)。明文8个字节一组，不足将会按照填充模式来填充。 RC6RC6为RC5派生的对称分组密码算法。此工具提供的RC6算法的块长度是128位(bit),轮数是20轮，密码长度0-255位（字节)。明文16个字节一组，不足将会按照填充模式来填充。 CASTCAST-128加密算法被设计为密码长度是可变的，从40位到128位，每次递增8位。对于不同的密码长度，分别采用不同的规范：
这款工具提供了CAST加密的三种模式： 其他其他一些分组加密算法的分组长度，以及密钥长度说明：
rc2：分组长度8字节，密钥长度8到128个字节。
aria：分组长度128bit(16个字节)，密钥长度支持：128bit、192bit和256bit。
camellia：分组长度是16个字节，密钥长度支持：128bit(16字节)、192bit(24字节)和256bit(32字节)。
IDEA：分组长度为64位(8个字节)，密钥长度为128位(16个字节),轮数8轮。
sm4(国密分组加密算法)：分组长度为128位(16个字节)，密钥长度为128位(16个字节)。
3way:分组长度和密钥长度都是12个字节，轮数11轮。
gost：分组长度8字节，密钥32个字节。
mars：分组长度为16字节，密钥长度支持：16字节、24字节、32字节、40字节、48字节、56个字节。
serpent：分组长度128bit(16个字节)，密钥长度支持：128bit、192bit和256bit。
safer-k、safer-sk：分组长度8个字节，密钥长度支持：64bit和128bit。
shark：分组长度8个字节，密钥长度16个字节。
square：分组长度和密钥长度均为16个字节，轮数为8轮。
skipjack：分组长度8个字节，密钥长度10个字节
tea、xtea：分组长度8字节，密钥长度16字节，轮数32轮
xxtea：分组长度4字节，密钥长度16字节。与tea和xtea的不同之处在于，其每添加一个字节，整个密文都会发生改变。
gost：分组长度8字节，密钥长度32字节。
shacal2：分组长度32字节，密钥长度16字节到64字节。 设置密钥的时候，最好设置成64字节。
simeck32：分组长度4字节，密钥长度8字节，轮数32轮。
simeck64：分组长度8字节，密钥长度16字节，轮数44轮。
speck64：分组长度8字节，密钥长度支持：96bit(12字节)、128bit(16字节)。
speck128：分组长度16字节，密钥长度支持：128bit、192bit、256bit。
blowfish： 分组长度是8个字节，密钥长度为4到56个字节，轮数16轮。
twofish：分组长度16字节，密钥长度支持：128bit、192bit、256bit。
threefish256：分组长度和密钥长度均为256bit(32字节)。
threefish512：分组长度和密钥长度均为512bit(64字节)。
threefish1024：分组长度和密钥长度均为1024bit(128字节)。
simon64：分组长度8字节，密钥长度支持：96bit(12字节)、128bit(16字节)。
simon128：分组长度16字节，密钥长度支持：128bit、192bit、256bit。
cham64：分组长度8字节，密钥长度16字节。
cham128：分组长度16字节，密钥长度支持：128bit、256bit。
hight：分组长度8字节，密钥长度16字节。
lea：分组长度16字节，密钥长度支持：128bit、192bit、256bit。
seed：分组长度和密钥长度均为128bit(16字节)，轮数16轮。 非对称密钥RSARSA界面如下：
Keysize的大小：0-8192，步长8bit。
otherDSA、ECC，以及国密sm2、sm9等算法，还没抽出时间来写，如有不便，还请见谅。 消息摘要(HashDigest)消息摘要界面，如下：
MD本工具提供md摘要算法有md2、md4和md5。其中，md2消息分组为128bit一组，md4和md5是512bit一组。
输出类型有：md2、md2_middle、md4、md4_middle、md5、md5_middle、md5(md5($pass))、md5(md5(md5($pass)))、md5(sha1($psss))。 SHASHA系列摘要算法，这款工具提供了sha1、sha2和sha3算法。
输出类型有：
sha1：sha1、sha1(sha1($psss))、sha1(md5($psss))
sha2：sha224、sha256、sha256(md5($pass))、sha384、sha512、sha512—224、sha512_256
sha3：sha3_224、sha3_256、sha3_384、sha3_512、shake128、shake256
需要注意，shake128和shake256算法，其输出的hash值长度是可变的，默认输出长度为512bit(64字节)，在选项卡的右上角，可以更改其默认值。但在选项卡"FileHash"中，其输出的长度固定为512bit(64字节)。
sha1：消息分组512bit一组。
sha224、sha256：消息分组512bit一组。
sha384、sha512、sha512_224、sha512_256：消息分组1024bit一组。
sha3_224：消息分组1152bit一组。144字节
sha3_256：消息分组1088bit一组。136字节
sha3_384：消息分组832bit一组。104字节
sha3_512：消息分组576bit一组。72字节
shake128：消息分组1344bit一组。168字节
shake256：消息分组1088bit一组。136字节 Tigertiger算法按类型，分为tiger1和tiger2，tiger1算法是在明文结尾填充0x01,tiger2算法在明文结尾填充0x80。其消息分组为512bit一组。
按计算轮数，有3轮和4轮的区别。
本工具提供四种输出类型：
tiger1_192_3、tiger1_192_4、tiget2_192_3、tiger2_192_4。
此外，还有128位(bit)和160位(bit)，但是算法没变，只是从192位上截取前128位或者前160位。 GOSTGOST哈希算法基于GOST分组密码，该算法来自俄罗斯，首次出版是在1994年，是俄罗斯国家标准中定义的标准哈希算法。GOST在2012中进行了修订。
本工具提供了四种输出类型：gost12_128、gost12_256、gost94、gost94_crypto。
gost12：消息分组为512bit一组。
gost94：消息分组为256bit一组。 其他KECCAK：keccak_224、keccak_256、keccak_384、keccak_512。
RIPEMD：ripemd_128、ripemd_160、ripemd_256、ripemd_320。
Haval：haval_128_3、haval_160_3、haval_192_3、haval_224_3、haval_256_3、haval_128_4、haval_160_4、haval_192_4、haval_224_4、haval_256_4、haval_128_5、haval_160_5、haval_192_5、haval_224_5、haval_256_5。
Whirlpool：whirlpool。
SM3(国密hash算法)：sm3。
blake：blake2s_256、blake2b——512、blake3。
CRC：crc16_modbus、 crc16_xmodem、crc32b、crc64、adler32。
分组长度：
keccak_224：消息分组1152bit一组。
keccak_256：消息分组1088bit一组。
keccak_384：消息分组832bit一组。
keccak_512：消息分组576bit一组。
ripemd：消息分组512bit一组。
haval：消息分组1024bit一组。
whirlpool：消息分组512bit一组。
sm3：消息分组512bit一组。
blake2b：消息分组1024bit一组。
注：
crc16_modbus的多项式是：x^16+x^15+x^2+1。
crc16_xmodem的多项式是：x^16+x^15+x^5+1。
crc64，其多项式的POLY(HEX)为：0xad93d23594c935a9。 加盐(s)加盐的操作，主要针对的是MD5。 BASE系列编码(BASE-N)BASE-N界面如下：
有Base16、Base32、Base36、Base58、Base60、Base62、Base64、Base85、Base91、Base92编码算法。在映射表中的字符，是各base算法的标准映射字符，但可以根据情况，替换掉一些字符。编码或者解码的时候，程序会读取映射表里的内容。
自定义的base算法，至少需要2个字符以上，其算法和Base36算法一样，对明文循环取余。
文件哈希(FileHash)FileHash界面如下：
一个文件，如果需要计算其多个hash值，那么，可以开启多线程进行并行运算。要进行并行运算，需要开启多核。查看CPU有多少核数，具体步骤：WIN+R(或者打开cmd) -> 输入：msconfig -> 引导 -> 高级选项 -> 勾选处理器个数。可以把数值设置为最大，点击确定。重启生效。
文件加密(FileEncrypt)FileEncrypt界面如下：
文件加密提供了DES、AES、SM4、ZUC等加密算法，加密模式有ECB、CBC、CTR、PCBC四种。加密后文件的后缀名是pediy。保存密钥时，密钥的后缀名是key。
注：SM4、aes128、aria256算法，此工具没有提供PCBC加解密模式，选择PCBC模式就是选中CBC模式。
载入密钥时，可以直接拖拽。
解密时，把要解密的文件拖拽进窗口，载入正确的密钥，点击解密按钮，等待解密完成：
加解密的策略在加解密过程中，用到CBC、CTR或者PCBC模式时，块大小之间没有任何关系，这些加密模式只在块内部起作用，比如需要把一个大文件加密，块大小分为12MB(即每次从文件中读取12MB),第一个12MB加密时，用的是原始密钥和向量，第二个12MB加密用的还是原始密钥和向量，依此下去，最后完成加密。
如果要使用别的工具解密此工具加密的软件时，要注意此策略。
块大小设置，一般为12MB即可：
(块大小设置，要考虑线程数和文件数，假如块大小为60MB,文件数有20个，开启的线程数16个，那么内存的消耗就为60 × 16 = 960MB，这就大大的占用了内存的使用空间。另外，决定加解密的速度在于加密算法的优劣，申请大块内存来加密数据，与申请小块内存来加密数据，速度提升并不明显)
二次加密策略： 如下图，选择CAST128，填写向量2(iv)、密钥2(K)，块大小进行第一次加密后，程序接着会把加密后块大小进行第二次加密，二次加密用的是密钥2和向量2(ECB模式和RC4流加密没有向量)，最后写入文件中，然后读取第二个块，重复前面的步骤，直到加密完成。
注意：对于二次加密，解密时顺序是不变的，加密的时候如果是AES+ SM4，解密时仍然是AES + SM4。此工具解密时的策略：程序会先读取第二个位置的SM4，然后再读取AES。
此外，要加密的软件，字节数如果没有按照16字节对齐，则会以PKCS7Padding模式填充后对齐。然后，会在末尾再填充32字节的指纹，指纹信息如下:
char g_fingerprint[33] = { 0x8A, 0xC2, 0x02, 0xC0, 0x32, 0xC8, 0x4D, 0xC1, 0x89, 0x80, 0xE8, 0xFE, 0xE6, 0x07, 0x1F, 0xB6, 0xC9, 0x6B, 0xDd, 0x1B, 0x0F, 0xD9, 0xC7, 0xAF, 0x45, 0xD0, 0xEa, 0xE1, 0x88, 0x55, 0xEC, 0xF4, 00 };
使用别的工具解密此工具加密的软件时，则需要查看是否有此指纹信息，然后去除多余字节。
填写密钥时，密钥的长度，可以点击随机生成按钮查看。 消息认证码(MAC)MAC界面如下：
这款工具提供了ChaCha20Poly1305、ZUC_Mac(祖冲之完整性算法)和Hmac消息码的完整性校验算法。
ChaCha20-Poly1305是由ChaCha20(流密码)和Poly1305消息认证码(MAC)结合的一种应用在互联网安全协议中的认证加密算法，由Google公司率先在Andriod移动平台中的Chrome中代替[RC4]使用。XChaCha20-Poly1305是ChaCha20-Poly1305的变体。
ChaCha20-Poly1305：密钥长度32字节，向量长度12，addM(附加消息)长度任意。
XChaCha20-Poly1305：密钥长度32字节，向量长度24，addM(附加消息)长度任意。
ZUC_Mac：密钥长度16字节，向量长度16，addM(附加消息)长度任意。
ZUC256_Mac：密钥长度32字节，向量长度23，addM(附加消息)长度任意。
如果密钥、向量和addM位数不足，将会用0自动填充。
密文框内容和解密按钮只作用于ChaCha20-Poly1305和XChaCha20-Poly1305算法：
HMAC(全称：哈希消息认证码)，算法比较容易理解，整个运算过程如下图：
其中，单项散列函数可以是任何安全的单项散列函数(比如：sha256、sm3、ripemd、whirlpool等等)，本工具提供了常用的HMAC算法。 大数计算(BigCalc)BigCalc界面如下：
以下对图中按钮做一个说明：
第一排：
加：X+Y
减：X-Y
乘法：X*Y
除法：X/Y
X的Y次方：X^Y (如果X是浮点数，则Y要小于等于0x7FFFFFFF)
开平方根：X^(1/2)
求余：X MOD Z
X的Y次方对Z取模：X^Y MOD Z
模逆：X^(-1) MOD Z
X的A次方乘以Y的B次方对Z取模：X^A*Y^B MOD Z
第二排：
算数左移(或者逻辑左移)：<<X
算数右移(有符号)：>>X
逻辑右移(无符号)：>>>X
阶乘：X！(X的大小：小于或者等于0x7FFFFFFF的长度)
按位取反：~X
比较两个数的大小：X cmp Y
按位与：X and Y
按位或：X or Y
按位异或：X xor Y
分数求模：X/Y MOD Z (有BUG，还没处理)
连乘：X*Y*Z*A*B
第三排：
是否是素数：isPrime(X)
最大公约数：GCD(X,Y)
生成素数：gPrime
生成随机数：grandom
此外，支持浮点运算。
支持的浮点运算有：加、减、乘、除、开平方根、X的Y次方。
浮点精度设置，如下图：
位移(bit)设置，如下图：
gPrime和gRandom的长度设置，如下图：
注：进行X^Y运算时，如果X是浮点数，且数值较大，幂指数Y也较大，可能会造成程序卡顿甚至崩溃。如造成不便，深感不安，请使用其他更专业的工具来计算。
进制转换(ScaleConvert)ScaleConvert界面如下：
在上图中任何编辑框输入字符，其他窗口会实时更新数据。
转换按钮可以把ASCII编辑框切换为Unicode编辑框：
查看浮点转换，不勾选Switch：
累加是对十六进制编辑框的16进制数字进行累加：
参考UI设计，借鉴了飘云阁提供的密码学综合工具的设计界面，并做了一些改进，以方便大家使用：
加密库：编写这款工具主要使用了三个加密库，分别是OPENSSL、GmSSL、Crypto++。
大数库：OPENSSL提供的BN大数库、GMP、BigDigits。
其他参考：
下载链接看雪不支持大于8M的附件，我在github和百度网盘都放了一份，大家可以自行下载。
下载地址在文章开头。
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发表于 2021-11-18 23:11:01
