C++ 什么加密方案满足十进制明文的要求&；密文和保留长度？

我需要一个加密方案，其中明文和密文完全由十进制数字组成

此外，明文和密文的长度必须相同

此外，底层加密算法应为行业标准。 我不介意它是对称的（比如AES）还是非对称的（比如RSA）——但它必须是一个公认的算法，我可以得到FIPS-140认可的库。（否则它将无法通过安全审查阶段）

使用AES OFB可以保留十六进制输入的长度（即每个字节有256个可能值：0x00-->0xFF）。然而，这对我的方法不起作用，因为明文和密文必须完全是十进制的

注：“完全十进制”可能有两种解释——这两种解释都符合我的要求：

输入和输出字节是字符“0”-->“9”（即字节值：0x30->0x39）

输入和输出字节的值为100（十进制）：0x00-->0x99（即BCD）

更多信息： 最大明文和密文长度可能为10位十进制数字。 （即，如果使用“0”-->“9”，则为10个字节；如果使用BCD，则为5个字节）

考虑以下示例以了解AES失败的原因： 输入字符串是8位数字。 最大8位数字为：9999999 十六进制表示：0x5f5e0ff

可以将其视为4个字节：

如果我使用AES OFB，我将得到4字节的输出

可能的最高4字节密文输出为

将其转换回整数得到：4294967295 即10位数字

==>两位数太长

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最后一件事-任何键/IV所需的长度都没有限制。

您可以使用八进制格式，它使用数字0-7，三个数字组成一个字节。这不是最节省空间的解决方案，但它又快又简单

例如：

Text: Hello world!
Hexadecimal: 48 65 6C 6C 6F 20 77 6F 72 6C 64 21
Octal: 110 145 154 154 157 040 167 157 162 154 144 041

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（为了清晰起见，添加了空格以分隔字节）

我不认为可以满足您的要求（无论如何都很容易），尽管可以非常接近

AES（与大多数加密算法一样）是为处理八位字节（即8位字节）而编写的，它将产生8位字节。一旦完成它的工作，将结果转换为仅使用十进制数字或BCD值是不可能的。因此，您唯一的选择是将输入从十进制或BCD数字转换为尽可能完全填充八位字节的内容。然后可以对其进行加密，最后对输出重新编码，使其仅使用十进制或BCD数字

当您转换ASCII数字以填充八位字节时，它会稍微“压缩”输入。然后加密将产生与输入相同大小的输出。然后将其编码为仅使用十进制数字，这会将其扩展回原始大小

问题是，10和100都不是一个可以很容易地精确放入一个字节的数字。从1到100的数字可以用7位编码。所以，你基本上把它们当作一个比特流，一次把它们放入7位，但一次把它们取出8位，得到要加密的字节

这样可以更好地利用空间，但仍然不够完美。7位可以对0到127之间的值进行编码，而不仅仅是0到99之间的值，因此即使使用所有8位，也不会使用这8位的所有可能组合。同样，在结果中，一个字节将变成三个十进制数字（0到255），这显然浪费了一些空间。因此，您的输出将略大于输入

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为了更接近这一点，您可以在加密输入之前使用类似于Huffman或LZ*压缩（或两者兼有）的方法对其进行压缩。然后，您将执行大致相同的操作：加密字节，并使用0到9或0到99的值对字节进行编码。这将更好地利用您加密的字节中的位，因此在转换过程中只会浪费很少的空间，但对改进输出端的编码没有任何作用。

仅使用10位作为输入/输出是完全不安全的。它是不安全的，在实际应用中很可能会被破解，所以考虑使用至少39个数字（128位等效），如果你只使用10个数字，那么在使用AES时没有任何意义，在这种情况下，你有机会发明你自己的（不安全）算法。 唯一的办法是使用流密码。使用256位密钥“SecureKey”和初始化向量IV，这在每个赛季开始时应该是不同的。 将该数字转换为77位（十进制）数字，并在每个数字的模10上使用“加法带溢出”

比如说

 AES(IV,KEY) =      4534670 //and lot more
 secret_message =   01235
                          + and mod 10 
 ---------------------------------------------
 ciphertext     =   46571 // and you still have 70 for next message

当流密码->AES（IV，密钥）中的数字用完时，增加IV并重复IV=IV+1

请记住，您绝对不应该两次使用相同的IV，因此您应该制定一些计划来防止这种情况

另一个关注点是生成流。如果您生成的数字高于10^77，您应该放弃该数字增加IV，然后使用新IV重试。否则，您很可能会有偏差的数字和漏洞

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这个方案很可能存在缺陷，或者在您的实现中也会存在缺陷

我不是密码专家，但我想到一个明显的问题：您是否可以使用一次性密码？然后，您可以在解码系统中包含一大块真正随机的位，并使用随机数据以可逆的方式转换十进制数字

如果这是可以接受的，我们只需要弄清楚解码器如何知道在随机性块中的何处，以获得解码任何特定消息的密钥。如果你能用密文发送一个明文时间戳，那么很容易：将时间戳转换成一个数字，比如说从一个纪元日期起的秒数，用随机性块的长度对该数字进行模化，然后在

For every decimal digit in the plaintext
  Repeat
    Take 4 bits from the keystream
  Until the bits form a number less than 10
  Add this number to the plaintext digit, modulo 10