如果把 AES、DES 等各种加密算法排列组合，然后对一明文进行逐一加密，这样的组合加密算法强度大吗？
一、 基本原理与初步设想：为什么会想到“组合加密”？
这种想法的出发点是好的，核心在于“分层防御”。我们知道，单个加密算法，比如DES，尽管曾经是主流，但现在已被证明存在弱点，容易被暴力破解。而AES，作为现代的基石，其安全性很高。如果我们将几种算法串联起来，比如先用AES加密，再用DES加密（当然，这里用DES只是为了举例说明思路，实际应用中不应该这么做），理论上，攻击者要想解密，就必须同时攻破AES和DES。这似乎就将攻击难度大幅提高了。
更进一步的设想可能包括：
应对不同攻击手段： 不同的算法可能在抵御特定攻击方面有各自的优势。比如，某种算法对线性攻击更敏感，另一种对差分攻击更敏感。组合起来，可以期望能弥补单一算法的短板。
防止已知漏洞： 如果某种算法被发现一个具体漏洞，其他算法的保护仍然能够发挥作用。
增加复杂度： 简单地增加计算量，让破解者望而却步。
二、 这种组合加密强度真的大吗？—— 现实的残酷真相
遗憾的是，简单粗暴地将各种加密算法堆叠起来进行“串联加密”（也称之为“迭代加密”或“套娃式加密”），往往并不能如愿以偿地带来指数级的安全性提升，甚至可能带来意想不到的麻烦。
原因剖析：
1. “木桶效应”与最弱环节： 加密算法的整体安全性，往往由其最薄弱的环节决定，这就像一个木桶，最短的那块木板决定了它能盛多少水。如果你的组合中包含了一个存在严重安全漏洞的算法（即使它后面跟着再强的算法），攻击者可能只需要找到那个薄弱环节就能破解整个链条。
举例说明： 如果你用AES加密一次，然后用一个非常老的、已经被证明容易被破解的算法（比如一个不安全的模式下的DES）再加密一次。攻击者完全可以先绕过那个脆弱的算法，直接处理前面的AES密文，或者反过来，先破解掉弱算法，然后用已知的方法处理剩余的密文。
2. 算法本身的特性与协同性： 加密算法并非孤立存在，它们有自己的数学原理和设计哲学。不同算法的组合，可能存在意想不到的“协同效应”，但这种协同效应不一定是正面增强，也可能是负面削弱。
“密文再加密”的问题： 很多加密算法在设计时，就已经考虑到了多次加密的情况（例如AES的密钥扩展和迭代过程）。如果将不同算法的输出（密文）作为另一个算法的输入，其原本设计好的安全属性可能会被破坏。一个算法产生的密文，其数学特性可能并不适合作为另一个算法（尤其是一个设计良好的算法）的有效输入。
模式的选取至关重要： 即使是同一种加密算法，采用不同的工作模式（如ECB, CBC, CTR等）其安全性也天差地别。组合加密时，如果模式选择不当，也可能引入安全漏洞。
3. 过度复杂的安全性陷阱： 过度的复杂性，看似提高了门槛，实则可能引入了更多实现上的错误和潜在的攻击面。
实现漏洞： 越复杂的系统，越容易出现实现上的疏忽或错误。每一个环节都可能成为攻击者寻找突破口的“点”。
密钥管理噩梦： 不同的算法可能需要不同的密钥管理策略。将它们组合起来，意味着你需要管理多套密钥，这大大增加了密钥管理的复杂度和出错的概率，而错误的密钥管理是导致系统被破解的首要原因之一。
性能瓶颈： 多个算法的串联加密和解密过程，会消耗更多的计算资源和时间，这会严重影响系统的可用性和效率。在一些实时性要求高的场景下，这种组合几乎是不可行的。
4. 理论安全性与实践攻击的脱节： 有些看似理论上“加强”的组合，在实际的密码分析中，可能存在已知的、更高效的攻击方法，可以直接绕过多层加密，或者针对特定组合的弱点进行攻击。
例如： 差分密码分析和线性密码分析是针对对称加密算法的强大工具。某些算法的组合可能在这些分析下表现出比单个算法更脆弱的特性。
三、 真正的“组合”：公认的安全做法是什么？
我们讨论的“排列组合，逐一加密”实际上是狭义的串联加密。在密码学领域，真正能增强安全性的“组合”更多体现在以下几个方面：
1. 使用高强度、久经考验的算法： 这是最基础也是最核心的。与其去DIY复杂的组合，不如选择目前公认的最安全的加密标准，如AES256（使用GCM或CBC模式，并配合强大的随机数生成器生成初始化向量IV）。这些算法经过了全球密码学界多年的分析和验证，安全性是经过实践检验的。
2. 安全的模式和填充： 对于块密码（如AES、DES），工作模式的选择至关重要。GCM（Galois/Counter Mode）模式因其同时提供机密性和认证性，并且性能优秀，是当前广泛推荐的模式。CBC模式也需要配合适当的填充（如PKCS7）和使用HMAC（哈希消息认证码）来提供认证，形成所谓的“EncryptthenMAC”或“EncryptandMAC”的混合模式，以防止重放攻击和篡改攻击。
3. 密钥派生函数（KDF）： 当你需要从一个较弱的密码（如用户输入的密码）生成一个强加密密钥时，会使用KDF（如PBKDF2, scrypt, Argon2）。这本身就是一种将“弱输入”转化为“强密钥”的“组合”过程，但它是基于密码学原理精心设计的。
4. 混合加密（Hybrid Encryption）： 这是公钥加密和对称加密结合使用的一种方式，广泛应用于TLS/SSL、PGP等。其原理是：
使用对称加密算法（如AES）来加密大量数据（因为对称加密速度快）。
使用公钥加密算法（如RSA、ECC）来加密对称加密算法使用的会话密钥。
接收方使用自己的私钥来解密会话密钥，然后用会话密钥解密数据。
这种组合充分利用了对称加密的速度和公钥加密的密钥分发优势，是安全且高效的。
5. 多因子认证： 这不是加密算法本身的组合，而是安全系统中的一种组合。例如，要求用户同时输入密码、手机验证码（基于对称加密或签名），并进行指纹识别。这种多层次的验证方式大大提高了系统的安全性。
四、 总结：DIY组合加密的风险与建议
总而言之，将 AES、DES 等各种加密算法简单地排列组合，然后对明文进行逐一加密，其强度并不能简单地相加，反而可能因为设计不当、实现错误或引入了比原算法更弱的环节而导致整体安全性下降。 密码学是一个极其专业且精密的领域，安全设计需要深厚的数学理论基础和对各种攻击手段的深刻理解。
如果您真的需要提高安全性，请遵循以下建议：
优先使用当前标准且最安全的算法： AES256，采用如GCM等安全的认证加密模式。
不要自己创造“新算法”或“新组合”： “轮子理论”在密码学中尤其重要，除非您是世界顶级的密码学家并经过同行评审，否则请勿尝试自己设计新的加密算法或复杂的串联加密方案。
关注实现细节： 即使使用最安全的算法，不正确的实现方式（如不安全的密钥管理、弱随机数生成、不当的模式选择）也会导致系统漏洞百出。
理解认证加密的重要性： 仅仅加密（Confidentiality）是不够的，还需要防止数据被篡改（Integrity）和冒充（Authenticity）。使用提供认证加密的模式（如GCM）或将加密与消息认证码（MAC）结合是必不可少的。
简而言之，别试图用“叠罗汉”的方式来造一个坚不可摧的堡垒。一个精心设计、经过严谨验证的单体结构，往往比七拼八凑的简陋叠加要安全得多。在加密领域，信任的是经过时间检验的标准和原理，而不是天马行空的“DIY”组合。
网友意见
题主的这个问题问得很不错，很适合展开写一篇关于密码学的科普，给没有相关背景的程序员普及一些密码学常识。
为了那些没有耐心读完全文的读者，我先把结论提到最开头：这样的组合加密存在安全缺陷，两个算法的组合，其强度仅仅相当于强度最高的那个算法；三个及以上的算法组合，才有可能胜过强度最高的那个算法，但是仍弱于密码本身应有的强度。以上结论可给出严谨的数学证明，而且高中/本科水平的知识应该就足以理解。
（补充一句，刚才看到其他答主的答案之后，我突然意识到我之前的表述有些问题。“三个及以上的算法组合”，并不是说必须要用三个不同的算法，其中可以重复出现相同的算法。）
另外，我在下面回答里看到有人提到了香农的乘积密码（Product Cipher），但是乘积密码和本题描述的情况其实并不完全相同，这一点我会放在文末讲。
密码学的安全模型
在正式开始之前，我们要先讲清楚一个问题：现代密码学到底是如何判断一个加密算法安全与否的？如果对这一点没有一个严谨的定义的话，接下来的论证是没法展开的。
现代密码学中考察一个加密算法的安全性时，一定会假设攻击者知道算法的所有细节，只是不知道密钥而已。这个假设被称作柯克霍夫原则（Kerckhoffs's Principle），是我们从历史上无数失败的保密系统中学到的经验教训——永远不要依赖保密算法来保证系统的安全性。
在柯克霍夫原则的基础上，密码学家一般会进一步假设攻击者能够发动选择明文攻击（Chosen-Plaintext Attack）或者稍弱一点的已知明文攻击（Known-Plaintext Attack）。
- 选择明文攻击，指攻击者能够自由选择若干明文，然后拿到对应的密文。
- 已知明文攻击，则是说攻击者没有选择权，但是能够窃取到若干组明文密文。
这两种攻击乍一看有些苛刻，但是在大范围应用的过程中往往无法避免。因此对加密算法进行理论分析的时候，必须采用这样的威胁模型来进行考量。
加密算法的强度
在文章的最开头，我提到了一个概念：加密算法的强度（bits of security），那么这个强度是怎么定义的呢？
假定我们有一个加密算法，它的密钥长度有256位，那么进行穷举破解就需要进行 次计算。我们把这个计算量，视作这个算法理论上讲应有的强度，即 256 bits of security。
如果有一天突然有人发现这个算法存在数学上的漏洞，想要找到密钥只需要进行 次计算就够了，那么我们就说这个算法的强度降低到了128位，即 128 bits of security。
比较著名的例子是当年美国制定的3DES（Triple DES）算法，从168位的加密强度一路掉到了现在NIST钦定的80位（Keying Option 2），基本就相当于一个废物加密算法了。
组合加密算法安全性的数学论证
首先我们来考虑只有两个加密算法组合的情况。在这段论证中，我将会采用实现难度更低的已知明文攻击，这样能够更好地说明组合加密算法的脆弱程度。
假定存在两个加密算法 ，它们俩的密钥长度分别为 ，且加密强度与密钥长度持平。
假定存在密钥 ，对于任意明文 ，我们先使用 加密，再使用 加密，得到密文 。
那么在这种情况下，如果用 来解密 ，应该会得到跟 加密 一样的结果，也就是说存在一个中间值 。
不失一般性地，我们假定 ，也就是说 的密钥更长、强度更强。
假定攻击者已经拿到了一条长度为 的明文 ，以及对应的密文 。
密钥 有 种可能的取值，那么 也就有 种相应的中间值 。我们先建立一个表，将每一对可能的 和 都保存下来，这个步骤需要花费 次运算。
接下来我们开始穷举 。 一共有 种可能的取值，每种取值对应一个中间值 。我们每算出一个中间值来，就在之前建立的表里面查找这个中间值。如果当初建表使用的是哈希表的话（比如DHT），那么这个查表操作只需要常数项的运算时间就能完成。
好，那么我们回过头来解释一个点——为什么之前要提一句明文长度为 呢？因为如果长度不够长的话，我们查表可能会查到假密钥（false key），也就是说这个密钥虽然跟真密钥不同，但是算出来的 恰好与真密钥一致。
对于我们的组合算法而言，一共有 种可能的密钥，算出一个假密钥的概率是 ，也就是说我们的 必须显著大于 才能基本避免出现假密钥。万幸，这个条件很好达成，你只要收集1KB的数据基本就够用了。
最后总结一下，在整个过程中，建表花费了 次运算，查表进行了 次，那么总的运行时间就是 ，这个组合加密的强度仅仅和 持平而已。
以上证明可以通过归纳法推广到三个及以上的算法组合，但这里空间太小，我懒得写了。
最后聊聊乘积密码
这道问题下面有人提到了乘积密码，为什么我说乘积密码和这个不是一个情况呢？因为乘积密码从一开始就是作为一个整体来设计的，在乘积密码运算的过程中，不会暴露出一个中间值供你攻击。
以DES加密为例，密钥一共有56位。你说我能不能找个地方截断一下，比如我知道前24位的话我能正着算一个中间值，知道后32位我能倒着算一个中间值，然后重演上文所述的攻击，可以吗？不可以。DES的每步运算都是和每位密钥息息相关的，你裁出一节密钥来什么也算不出来。
但是本题所述的组合密码就不同了，不管你结合的方式再巧妙，不同的加密算法本来就是不同的整体。一个AES-128算法不管你做什么操作，它的运算就是由128位密钥决定的。你说我加密之前对这128位数据做了一串神仙操作，这128位的值是基于前面的多少多少位变化的，那都无所谓。进到AES-128算法里做加密的，还是128位二进制数据，我知道实际进去的128位数据是多少就完事了，其他数据不可能再对加密过程产生任何影响，任何的小聪明从数学角度讲都没有意义。
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