將普通字母轉換為 64 位純文字
如何將普通字母文本（例如
hi）轉換為 64 位或 128 位二進制數字輸入以用於 DES？
所問的需要問題中未明確的選擇：
1.字元編碼成字節
現在最常見和推薦的約定是UTF-8，它將任何字元編碼為 1 到 4 個字節的序列，包括任何ASCII字元作為 1 個字節。對於這些，UTF-8 與許多其他將每個字元編碼為單個字節的早期約定兼容。根據窮人的ASCII 表，拉丁字母和阿拉伯數字是遞增編碼的
a$ \to $ 0x61b$ \to $ 0x62 …z$ \to $ 0x7a
A$ \to $ 0x41B$ \to $ 0x42 …Z$ \to $ 0x4a
0$ \to $ 0x301$ \to $ 0x31 …9$ \to $ 0x39$ \to $ 0x20（空格）
注意：前綴0x在這個答案中引入了十六進制，以及一些常見的電腦語言。
因此，
hi根據 UTF-8、ASCII、ISO/IEC 8859-1、Windows-1252 和許多其他約定，這兩個字元被編碼為兩個字節 0x68 0x69。編碼和解碼內置於許多常見的電腦語言中，例如 Python 中的
bytes('Hi😷', 'UTF-8')equalsb'\x48\x69\xf0\x9f\x98\xb7'和
b'\x48\x69\xf0\x9f\x98\xb7'.decode('UTF-8')yield'Hi😷'。其他約定仍在廣泛使用，例如，對於支持代理對的UTF-16 LE，三字元編碼為 0x48 0x00 0x69 0x00 0x3d 0xd8 0x37 0xde。
'Hi😷'2.填充
這是處理最後一個字節以形成密碼的最後一個（可能只是）塊，在 DES 的上下文中為 64 位或 8 個字節。有幾種約定，最常見的是：
- 零填充。對於一個分組密碼 $ w $ 字節 ( $ w=8 $ 在 DES 的情況下），它被添加 $ 0 $ 至 $ w-1 $ 0x00 處的字節，根據需要達到的倍數 $ w $ . 這對於分配給字節 0x00無操作或結束含義的編碼（包括 UTF-8）很好，但不適用於任意bytestring，因為面對以 0x00 結尾的最後一個塊的解碼器將不知道該字節是否需要被保留或刪除。
hi每個 UTF-8 填充到 0x68 0x69 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00。
- 各種字節填充，現在最常見的是 PKCS#7 填充。對於一個分組密碼 $ w $ 字節 ( $ w=8 $ 在 DES 的情況下），它被添加 $ 1 $ 至 $ w $ 字節，其共同值是添加的字節數以達到倍數 $ w $ .
hi每個 UTF-8 填充到 0x68 0x69 0x06 0x06 0x06 0x06 0x06 0x06。注意：處理最後一個塊（如果有）的解碼器應該得到這個值 $ x $ 最後一個字節，刪除該字節，然後刪除 $ (w-1+x)\bmod w $ 在此之前的字節，從而離開 $ 0 $ 至 $ w-1 $ 字節。這與一些常見的 PKCS#7 填充變體（例如 ANSI X9.23）兼容，並將填充預言攻擊的風險降至最低。
- 位填充。它在MAC 、散列和有時加密的密碼學中很常見（我不知道正式名稱；它是 DES MAC 上下文中的 ISO/IEC 9797-1 填充方法 2）。對於一個分組密碼 $ b $ 位 ( $ b=64 $ 在 DES 的情況下），它被添加一個一位，然後 $ 0 $ 至 $ b-1 $ 位為零，以達到 64 位的倍數。在包括 DES 在內的大多數情況下，按照big-endian約定將位轉換為字節，因此一位的單個位變為字節 0x80。
hi每個 UTF-8 填充到 0x68 0x69 0x80 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00。最後，有一個具體的
符合DES 規範的位編號
在出於教育目的從頭開始實施 DES 時，這一點很重要。8 個字節中的每一個都被轉換為每個big-endian二進製文件的 8 位，從而產生從 1 到 64 編號的 64 位序列。 $ i\in[1,,64] $ 屬於偏移處的字節 $ \lfloor(i-1)/8\rfloor $ 並且可以通過將其右移來提取 $ (64-i)\bmod8 $ 位然後保持低位。
在 C 中：（
(blockOf8Bytes[(i-1)&7]>>((64-i)&7))&1可以64省略）。因此
hi，每個帶有零填充的 UTF-8 為0110100001101001000000000000000000000000000000000000
7 位 2、3、5、10、11、13、16 設置（1）和其他 57 位清除（0）。
注意：除了在不安全的ECB 操作模式下，明文將在進入 DES 分組密碼之前與某些內容組合（可能通過異或）。
注意：問題提到“（…）DES 的 128 位二進制數字輸入”，但對於
hi.注意：由於其 56 位密鑰， DES作為設計選擇是不安全的。由於其 64 位塊大小，它至少對於所有形式的批量加密目的都已過時，包括具有 168 位密鑰的 3DES。
首先，您不應該使用 DES，它不安全，並且可以說，由於 56 位的密鑰大小遠低於 128 位，因此從來都不是安全的。分析後的鑰匙的強度甚至比這還要小。
所有分組密碼都對二進制輸入塊進行操作。對於 DES，您將有 64 位/8 字節的輸入/輸出。但是，僅使用 DES 並不安全；您需要使用分組密碼操作模式。如果您使用 ECB 或 CBC，則需要將任何消息填充為 64 位/8 字節的倍數。通常為此使用 PKCS#5 填充。對於 CFB 或 OFB 等其他模式，您可以擁有任意大小（通常以字節為單位）的二進制明文消息。
所以明文是二進制的，你怎麼能從文本到二進制呢？嗯，這很簡單：您可以使用字元編碼，例如 US-ASCII 或兼容的 UTF-8 方案。這也是純文字文件（就像您在記事本中創建的那樣）儲存在電腦硬碟上的方式。畢竟文件儲存也是二進制的。
通常，您的程式環境將允許您使用顯式編碼函式來執行此操作。您還可以自己編寫基本的 ASCII 編碼器，只需將字節設置為 41h（十六進制）+英文字母中字元的從零開始的索引為大寫。對於小寫，你會從 61h 開始做同樣的事情。十進制數字從 30h 開始作為零。