加密算法的基础知识：从DES到AES的演进

加密算法是信息安全中非常重要的一部分，用于将明文转化为密文，使得数据在传输或存储过程中不被非法获取或篡改。这里将介绍从DES到AES的加密算法的演进，并举例说明其使用方法。

DES（Data Encryption Standard）是一个对称加密算法，于1977年被美国联邦政府广泛采用。DES使用56位密钥对64位的数据块进行加密，由于密钥较短且使用单一的S盒代替复杂的S盒结构，安全性逐渐被破解。下面是一个使用DES加密的例子：

import hashlib
from Crypto.Cipher import DES

def des_encrypt(key, data):
    md5 = hashlib.md5()
    md5.update(key.encode('utf-8'))
    des_key = md5.hexdigest()[:8]
    cipher = DES.new(des_key.encode('utf-8'), DES.MODE_ECB)
    encrypted_data = cipher.encrypt(data.encode('utf-8'))
    return encrypted_data.hex()

key = 'secret-key'
data = 'Hello, World!'
encrypted_data = des_encrypt(key, data)
print('Encrypted Data:', encrypted_data)

在上面的例子中，首先将用户提供的密钥经过MD5哈希得到一个8字节的密钥，在初始化DES算法时使用该密钥，并指定使用ECB模式。然后将需要加密的数据编码为字节序列，并使用DES算法进行加密。最后将加密后的数据进行十六进制表示输出。

AES（Advanced Encryption Standard）是从DES演进而来的一种更安全的对称加密算法，于2001年被美国国家标准与技术研究院（NIST）发布。AES使用128、192或256位的密钥对128位的数据块进行加密，通过混合替代、置换运算等更复杂的操作，提高了安全性。下面是一个使用AES加密的例子：

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Random import get_random_bytes

def aes_encrypt(key, data):
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_EAX)
    nonce = cipher.nonce
    ciphertext, tag = cipher.encrypt_and_digest(data.encode('utf-8'))
    return nonce.hex() + ciphertext.hex()

key = get_random_bytes(16)
data = 'Hello, World!'
encrypted_data = aes_encrypt(key, data)
print('Encrypted Data:', encrypted_data)

在这个例子中，首先通过get_random_bytes函数生成一个随机的16字节密钥。然后使用该密钥和AES算法初始化一个加密器，指定使用EAX模式。encrypt_and_digest方法同时生成密文和校验标签，并使用hex()方法将密文和唯一的随机数（nonce）转化为十六进制表示，最终输出加密后的数据。

总结来说，DES和AES都是非常流行的对称加密算法，但随着计算能力和密码分析技术的进步，DES的安全性逐渐被证明不足，在实际应用中已不再推荐使用。而AES具有更高的安全性和更广泛的应用范围，是目前使用最广泛的对称加密算法之一。