DES算法详解
DES算法详细介绍
DES算法详细介绍DES（Data Encryption Standard），即数据加密标准，是一种对称密钥加密算法，由IBM公司于1975年研制。
DES算法的设计思想是通过使用56位的密钥对64位的明文进行加密，得到64位的密文。
同时，利用相同的密钥可以对密文进行解密，得到原始的明文。
1.首先，将64位的明文分割成左右两个32位的部分，分别称为L0和R0。
2.接着，重复进行16轮的加密操作。
在每一轮中，右边的32位部分Rn会作为下一轮的左边部分Ln+1的输入。
3. 在每一轮中，Rn经过扩展变换（Expansion Permutation）和异或运算，与轮密钥Kn进行异或运算，得到48位的输出。
然后，将这48位的输出经过S盒（Substitution Box）代替（Substitution）和P盒（Permutation Box）置换，得到32位的输出。
将这32位的输出与左边的32位部分Ln进行异或运算，得到右边的32位部分Rn+14.最后一轮结束后，将最后的输出L16和R16进行交换，并将它们合并成一个64位的输出，即密文。
DES算法中的核心组件是S盒，其作用是将输入的6位转换为4位的输出。
S盒是由8个不同的4x16的盒子组成，每个盒子完成从输入到输出的映射。
每个S盒通过6位输入中的前后两位选定对应的盒子行号和中间4位选定的盒子列号，然后将该行和列对应的值输出，将其转换为4位输出。
这样，每个S盒都可以通过4位选择的索引实现16种可能的映射。
在DES算法中，密钥长度为64位，但由于其中的8个位作为奇偶校验位而被忽略，因此实际有效的密钥长度为56位。
在加密过程中，使用密钥生成16个48位的子密钥，每个子密钥仅使用56位密钥中的不同的48位。
为了增加安全性，DES中的每个子密钥都通过将一部分密钥以及一部分已生成的子密钥作为输入，经过置换、循环左移、选择等操作生成。
然而，由于DES算法的密钥长度较短，易受到密码分析方法的攻击。
DES加密算法详解
DES加密算法详解DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，也就是加密和解密使用的是同一个密钥。
DES的密钥长度为56位，被认为安全性较低，现已逐渐被AES（Advanced Encryption Standard）所取代。
但是，了解DES的加密算法原理仍然有助于理解其他加密算法的工作原理。
DES的加密算法主要分为四个步骤：初始置换、轮函数、密钥生成和逆初始置换。
下面对每个步骤进行详细介绍。
1. 初始置换（Initial Permutation）：将输入的64位明文按照预定的IP表进行置换，将明文的顺序打乱。
这样可以打破明文的顺序规律，增加加密的随机性。
2. 轮函数（Round Function）：DES算法通过16个相同的轮函数来加密数据。
轮函数主要包含四个步骤：扩展置换、异或运算、S盒代替和P置换。
- 扩展置换（Expansion Permutation）：将32位的R部分进行扩展变换，得到48位的数据。
这样做是为了增加数据的混合程度，增加加密强度。
-异或运算（XOR）：将扩展数据与48位的轮密钥进行异或运算，得到的结果作为S盒代替的输入。
异或运算的目的是为了对数据进行混淆，增加加密的随机性。
- S盒代替（Substitution Boxes）：DES算法中包含了8个S盒，每个S盒为4x16的矩阵。
将上一步得到的48位数据分成8组，每组6位。
根据S盒中的索引，将每组数据转换成4位的数据。
S盒的目的是为了进行数据的替换和混淆，增加加密的随机性。
- P置换（Permutation）：将上一步得到的32位数据按照P表进行置换。
P表是一个固定的置换表，目的是为了进一步增加加密的随机性。
3. 密钥生成（Key Generation）：DES算法使用56位的密钥，但是每一轮只使用48位。
因此，需要根据原始密钥生成16组48位的轮密钥。
密钥生成主要包含两个步骤：置换选择1（PC-1）和置换选择2（PC-2）。
DES例题详解
DES例题详解摘要：一、DES加密算法简介1.DES加密原理2.DES算法结构二、DES例题详解1.实例一：DES加密过程解析2.实例二：DES解密过程解析3.实例三：DES加密解密实战应用三、DES加密算法的优缺点1.优点2.缺点四、DES算法的改进与延伸1.三重DES算法2.AES加密算法正文：一、DES加密算法简介1.DES加密原理DES加密算法是一种对称加密算法，其加密过程是将明文经过16轮的加密操作，最终生成密文。
DES算法依赖于密钥，相同的明文使用相同的密钥加密后，得到的密文相同。
2.DES算法结构DES算法的主要结构包括：置换、替换、S盒替换和置换。
其中，置换操作是将明文分成左右两部分，分别进行加密；替换操作是将置换后的明文部分进行替换；S盒替换是将替换后的明文部分通过S盒进行替换；最后再进行置换操作，得到密文。
二、DES例题详解1.实例一：DES加密过程解析假设明文为：ABCDEF，密钥为：123456。
（1）置换：将明文分成左右两部分，分别为ABC和DEF。
（2）替换：将左右两部分分别进行替换操作，得到：TFEC和ADCB。
（3）S盒替换：将替换后的左右两部分分别进行S盒替换，得到：XYZAB和MPQST。
（4）再置换：将替换后的两部分进行置换，得到密文：MPQSTXYZAB。
2.实例二：DES解密过程解析假设密文为：MPQSTXYZAB，密钥为：123456。
（1）解密置换：将密文进行解密置换，得到：ABCDEF。
（2）解密替换：将解密后的密文部分进行解密替换，得到：TFECB和ADCB。
（3）解密S盒替换：将解密后的左右两部分分别进行解密S盒替换，得到：XYZAB和MPQST。
（4）再解密置换：将解密后的两部分进行解密置换，得到明文：ABCDEF。
3.实例三：DES加密解密实战应用在实际应用中，DES加密解密算法广泛应用于数据保护、网络安全等领域。
以下是一个简单的DES加密解密实战应用示例：明文：Hello, World!密钥：1234561.使用DES加密算法加密明文：- 置换：将明文分成左右两部分，分别为Hello和World。
DES算法的详细分析
DES算法的详细分析DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，是在计算机领域最常用的加密算法之一、DES算法是由IBM的Horst Feistel于1973年研究开发的。
DES是一种分组密码，每个64位的明文分组经过一系列的置换和替换运算，最终被加密成一个64位的密文。
DES算法采用分组密码的模式，每个明文分组被分成64位，然后通过一系列的置换和替换操作，最终得到一个64位的密文。
DES算法中最重要的部分是Feistel网络结构，它是一种用于对称加密的结构，包含16轮的加密操作。
在每一轮中，明文分组被分成左右两部分，左半部分和右半部分经过不同的置换和替换操作后再结合在一起，形成下一轮操作的输入。
DES算法的核心是密钥调度算法和轮函数。
密钥调度算法用于生成每一轮的子密钥，通过对原始64位密钥进行置换和替换操作得到16个48位的子密钥。
轮函数是DES算法中的重要部分，它包括扩展、异或、S盒替换和置换操作，通过这些操作对每一轮的输入进行计算，最终得到输出。
DES算法的优点是加密速度快，实现简单，安全性较高。
然而，DES算法也存在一些缺点，主要是密钥长度太短，只有56位，这使得DES算法容易受到暴力破解攻击。
为了增强安全性，人们提出了3DES算法和AES算法。
3DES（Triple Data Encryption Standard）是DES的增强版，它使用了两个密钥对数据进行三次加密，增强了安全性。
3DES算法的密钥长度为112位或168位，比DES算法的56位密钥更加安全。
AES（Advanced Encryption Standard）是一种高级加密标准，目前被广泛应用于电子商务和互联网安全领域。
AES算法使用了更长的密钥长度（128位、192位或256位），并采用了更复杂的置换和替换操作，提高了安全性。
总的来说，DES算法是一种经典的加密算法，虽然在现代网络安全领域已经被3DES和AES算法所取代，但DES算法仍然被广泛应用于传统密码学和网络安全领域。
DES加密算法
DES加密算法1950年代末至1970年代初，密码学家发现了许多消息传递系统被成功入侵的案例。
为了应对这种威胁，美国国家安全局（NSA）与IBM公司合作开发了一种新的加密算法，即数据加密标准（Data Encryption Standard，简称DES）。
DES在20世纪70年代末被正式采纳，并成为许多国家及组织使用的标准加密算法，它不仅安全可靠，而且非常高效。
本文将对DES加密算法进行详细介绍。
一、DES加密算法简介DES加密算法是一种对称密钥算法，使用相同的密钥进行加密和解密。
在加密和解密过程中，DES算法将数据分成64位大小的数据块，并进行一系列置换、替换、混淆和反混淆等操作。
DES算法共有16轮运算，每轮运算都与密钥有关。
最终输出的密文与64位的初始密钥相关联，只有使用正确的密钥才能解密并还原原始数据。
二、DES加密算法的原理DES算法的核心是通过一系列的置换、替换和混淆技术对数据进行加密。
以下是DES算法的主要步骤：1. 初始置换（Initial Permutation）DES算法首先将明文进行初始置换，通过一系列规则将64位明文重新排列。
2. 轮函数（Round Function）DES算法共有16个轮次，每轮都包括以下几个步骤：a) 拓展置换（Expansion Permutation）将32位的数据扩展为48位，并进行重新排列。
b) 密钥混淆（Key Mixing）将48位的数据与轮次对应的子密钥进行异或运算。
c) S盒代替（S-box Substitution）将48位的数据分为8个6位的块，并根据S盒进行替换。
S盒是一个具有固定映射关系的查找表，用于增加加密算法的复杂性和安全性。
d) 置换函数（Permutation Function）经过S盒代替后，将得到的数据再进行一次置换。
3. 左右互换在每轮的运算中，DES算法将右半部分数据与左半部分进行互换，以实现加密算法的迭代。
4. 逆初始置换（Inverse Initial Permutation）最后，DES算法对经过16轮运算后的数据进行逆初始置换，得到最终的密文。
DES算法的详细分析
DES算法的详细分析DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，是美国联邦政府使用的加密标准。
它采用了分组密码的方式对数据进行加密和解密处理。
本文将对DES算法进行详细分析，涵盖算法原理、加密过程、密钥生成、弱点以及DES的安全性评估等方面。
1.算法原理：-将明文数据分成64位的分组，使用64位密钥进行加密。
-密钥通过密钥生成算法进行处理，生成16个48位的子密钥。
-明文分为左右两半部分，每轮加密时，右半部分与子密钥进行逻辑运算，并与左半部分进行异或操作。
-运算结果作为下一轮的右半部分，左半部分不变。
循环16轮后得到密文。
2.加密过程：-初始置换（IP）：将64位明文按照预定的规则进行位重排。
-分为左右两半部分L0，R0。
-通过16轮的迭代过程，每轮使用不同的48位子密钥对右半部分进行扩展置换（E盒扩展），与子密钥进行异或操作，再通过S盒代换和P 盒置换输出。
-将经过迭代的左右两半部分进行交换。
-最后经过逆初始置换（IP^-1）后输出64位密文。
3.密钥生成：-密钥生成算法从初始64位密钥中减小奇偶校验位，然后使用置换选择1（PC-1）表对密钥进行位重排，得到56位密钥。
-将56位密钥分为两部分，每部分28位，并进行循环左移操作，得到16个48位的子密钥。
4.弱点：-DES算法的密钥长度较短，只有56位有效位，容易受到穷举攻击。
-由于DES算法设计时的数据量较小，运算速度较快，使得密码破解更加容易。
-DES算法对明文的局部统计特性没有进行充分的打乱，可能导致部分明文模式的加密结果不够随机。
5.DES的安全性评估：-DES算法的弱点导致了它在现代密码学中的安全性问题，已经不再适用于高强度加密要求的场景。
- 美国国家标准与技术研究所（NIST）发布了Advanced Encryption Standard（AES）来替代DES作为加密标准。
-DES算法可以用于低安全性需求的领域，或作为加密算法的组成部分。
DES加密算法详解
DES加密算法详解DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，是最早被广泛使用的加密算法之一、它于1977年被美国国家标准局（NIST）作为联邦信息处理标准（FIPS）发布，并在接下来的几十年内被广泛应用于数据加密领域。
下面将对DES加密算法进行详细解释。
DES算法使用一个56位的密钥来加密64位的数据块。
密钥经过一系列的处理后生成16个48位的子密钥，然后对数据块进行16轮的加密处理。
每轮加密又包括初始置换、扩展置换、与子密钥异或、S盒置换、P置换等步骤。
初始置换（IP）是DES算法的第一步，通过将输入的64位数据块按照特定的规则重新排列来改变其位的位置。
这样可以提高后续处理的随机性和复杂性。
扩展置换（E）是DES算法的第二步，将32位的数据块扩展成48位，并重新排列其位的位置。
这样可以增加密钥和数据的混淆度。
与子密钥异或（XOR）是DES算法的第三步，将扩展后的数据块与生成的子密钥进行异或操作。
这样可以将密钥的信息混合到数据中。
S盒置换是DES算法的核心部分，利用8个不同的4x16位置换表（S 盒）进行16次S盒置换。
S盒将6位输入映射为4位输出，通过混淆和代替的方式增加了加密的随机性。
P置换是DES算法的最后一步，在经过S盒置换后，对输出的32位数据块进行一次最终的置换。
这样可以使得密文在传输过程中更难以破解。
DES算法的解密过程与加密过程相似，只是在16轮中使用的子密钥的顺序是相反的。
解密过程中同样包括初始置换、扩展置换、与子密钥异或、S盒置换、P置换等步骤，最后经过逆初始置换得到明文。
虽然DES算法曾经是数据安全领域的标准算法，但是随着计算机计算能力的提高，DES算法的密钥长度过短（56位）容易被暴力破解，安全性逐渐变弱。
因此，在2001年，DES被高级加密标准（AES）取代，并成为新的数据加密标准。
总结来说，DES加密算法采用对称密钥体制，使用相同的密钥进行加密和解密。
加密算法之DES算法
加密算法之DES算法DES算法（Data Encryption Standard，数据加密标准）是一种对称加密算法，由IBM公司于1970年代开发，1977年被美国国家标准局（NIST）采纳为联邦信息处理标准（FIPS），并作为加密通信的标准算法使用。
DES算法采用分组密码（Block Cipher）的形式，将明文数据分成64位的数据块进行加密和解密操作。
DES算法的核心是Feistel结构，该结构由两个相同的数据块进行操作，每一轮加密过程包括分组加密、轮密钥生成和异或运算三个步骤。
下面将详细介绍DES算法的加密过程。
1.密钥生成：DES算法使用56位的密钥进行加密，其中有8位用于奇偶校验，因此实际有效密钥长度为48位。
首先，将56位密钥进行置换和分割，得到两个28位的子密钥，分别为左子密钥和右子密钥。
接着，根据子密钥生成算法对左右子密钥进行16轮循环左移操作，每轮循环左移的位数由一个预定义的位移表决定，最终得到16个48位的轮密钥。
2.分组加密：将64位明文数据分成左右两个32位的数据块，分别为左数据块L0和右数据块R0。
接下来，采用16轮的迭代过程，每轮过程包括以下四个步骤：-迭代函数扩展：将32位的右数据块扩展为48位，通过一个预定义的扩展换位表进行操作，得到扩展后的数据块。
-轮密钥混合：将扩展后的数据块和对应的轮密钥进行异或运算，得到48位的中间结果。
-S盒代替：将中间结果进行分组，每个6位作为一个输入，通过一系列预定义的S盒进行替代操作，得到32位的输出。
-P盒置换：对S盒代替的输出进行置换操作，通过一个预定义的置换表得到32位的最终结果。
在每轮迭代过程中，将左右数据块交换位置，即Li=Ri-1，Ri=Li-1⊕F(Ri-1,Ki)，其中F表示迭代函数，Ki表示对应的轮密钥。
3.逆置换：经过16轮迭代后，得到的最终结果为L16和R16，将其交换位置，即L16为右数据块，R16为左数据块。
DES算法详细介绍
1973年5月15日，美国国家标准局（现在美国国家标准技术研究所（NIST）在联邦注册报上发表一则启事，公开征集用来保护传输和静止存储中的计算机数据的密码算法，这一举措最终导致了数据加密标准DES的出现。
DES采用分组乘积密码体制，它是由IBM开发，是对早期被称为Lucifer 密码体制的改进。
DES 在1975年3月17日首次在联邦记录中公布，而且声明对比算法征求意见。
到1977年2月15日拟议中的DES被采纳为“非密级”应用的一个联邦标准。
最初预期DES作为一个标准只能使用10~15年，然而，出于种种原因，可能是DES还没有受到严重的威胁，事实证明了DES要长寿得多。
在其被采用后，大约每隔5年被评审一次。
DES的最后一次评审是在1999年1月。
但是，随着计算机计算能力的提高，由于DES的密钥过短，仅有56位，对DES的成功攻击也屡见报端。
例如：1999年1月，RSA数据安全公司宣布：该公司所发起的对56位DES的攻击已经由一个称为电子边境基金（EFF）的组织，通过互联网上的100000台计算机合作在22小时15分钟内完成。
在这种情况下，对于替代DES的要求日益增多。
最终，NIST于1997年发布公告，征集新的数据加密标准作为联邦信息处理标准以代替DES。
新的数据加密标准称为AES，关于AES的讨论将放在后面的4.5节。
尽管如此，DES的出现是现代密码学历史上非常重要的事件。
它对于我们分析掌握分组密码的基本理论与设计原理仍然具有重要的意义。
4.1.1D ES算法描述DES是一个16轮的Feistel型结构密码，它的分组长度为64比特，用一个56比特的密钥来加密一个64比特的明文串，输出一个64比特的密文串。
其中，使用密钥为64比特，实用56比特，另8位用作奇偶校验。
加密的过程是先对64位明文分组进行初始置换，然后分左、右两部分分别经过16轮迭代，然后再进行循环移位与变换，最后进行逆变换得出密文。
DES算法详细介绍
1973年5月15日，美国国家标准局（现在美国国家标准技术研究所（NIST）在联邦注册报上发表一则启事，公开征集用来保护传输和静止存储中的计算机数据的密码算法，这一举措最终导致了数据加密标准DES的出现。
DES采用分组乘积密码体制，它是由IBM开发，是对早期被称为Lucifer 密码体制的改进。
DES在1975年3月17日首次在联邦记录中公布，而且声明对比算法征求意见。
到1977年2月15日拟议中的DES被采纳为“非密级”应用的一个联邦标准。
最初预期DES作为一个标准只能使用10~15年，然而，出于种种原因，可能是DES还没有受到严重的威胁，事实证明了DES要长寿得多。
在其被采用后，大约每隔5年被评审一次。
DES的最后一次评审是在1999年1月。
但是，随着计算机计算能力的提高，由于DES的密钥过短，仅有56位，对DES的成功攻击也屡见报端。
例如：1999年1月，RSA数据安全公司宣布：该公司所发起的对56位DES的攻击已经由一个称为电子边境基金（EFF）的组织，通过互联网上的100000台计算机合作在22小时15分钟内完成。
在这种情况下，对于替代DES的要求日益增多。
最终，NIST于1997年发布公告，征集新的数据加密标准作为联邦信息处理标准以代替DES。
新的数据加密标准称为AES，关于AES的讨论将放在后面的4.5节。
尽管如此，DES的出现是现代密码学历史上非常重要的事件。
它对于我们分析掌握分组密码的基本理论与设计原理仍然具有重要的意义。
4.1.1DES算法描述DES是一个16轮的Feistel型结构密码，它的分组长度为64比特，用一个56比特的密钥来加密一个64比特的明文串，输出一个64比特的密文串。
其中，使用密钥为64比特，实用56比特，另8位用作奇偶校验。
加密的过程是先对64位明文分组进行初始置换，然后分左、右两部分分别经过16轮迭代，然后再进行循环移位与变换，最后进行逆变换得出密文。
加密与解密使用相同的密钥，因而它属于对称密码体制。
请说明des算法的基本过程
请说明des算法的基本过程DES算法是一种对称加密算法，是数据加密标准（Data Encryption Standard）的缩写。
它是一种分组密码，每个分组64位，密钥长度56位。
DES算法的基本过程包括初始置换、16轮迭代、逆置换三个步骤。
一、初始置换初始置换（Initial Permutation）是将输入的64位明文按照一个固定的置换表进行重排列，得到一个新的64位序列。
这个步骤的目的是打乱明文中各个比特位的位置，增加加密强度。
二、16轮迭代1.子密钥生成首先将56位密钥按照一个固定的置换表进行重排列，得到一个新的56位序列。
然后将这个序列分成左右两部分各28位，并对每部分进行循环左移操作。
接下来，将这两部分重新组合成一个56位序列，并再次按照一个固定的置换表进行重排列得到48位子密钥。
2.轮函数轮函数（Round Function）是DES算法中最核心的部分，它将输入数据与子密钥进行异或运算，并通过S盒和P盒进行替换和重排列。
3.16轮迭代在16轮迭代中，每一轮都使用不同的子密钥进行加密。
具体过程如下：（1）将输入的64位明文分成左右两部分各32位。
（2）将右半部分作为轮函数的输入，与当前轮使用的子密钥进行异或运算。
（3）将异或运算得到的结果作为轮函数的输入，经过S盒和P盒进行替换和重排列，得到一个32位序列。
（4）将左半部分与32位序列进行异或运算，得到新的右半部分。
（5）将原来的右半部分作为新的左半部分。
三、逆置换逆置换（Final Permutation）是初始置换的逆操作，将最后一轮迭代得到的64位序列按照一个固定的置换表进行重排列，并输出加密结果。
四、总结DES算法是一种经典的对称加密算法，具有较高的安全性和广泛应用性。
它采用了初始置换、16轮迭代和逆置换等步骤，通过子密钥生成和轮函数等核心操作实现数据加密。
在实际应用中，DES算法已被AES算法所取代，但其基本思想和设计思路仍然值得学习和借鉴。
DES算法详解
DES算法详解简介 DES（Data Encryption Standard）数据加密标准。
DES是有IBM公司研制的⼀种对称加密算法，美国国家标准局于1977年公布把它作为⾮机要部门使⽤的数据加密标准。
DES是⼀个分组加密算法，就是将明⽂分组进⾏加密，每次按顺序取明⽂⼀部分，⼀个典型的DES以64位为分组，加密解密⽤算法相同。
它的密钥长度为56位，因为每组第8位是⽤来做奇偶校验，密钥可以是任意56位的数，保密性依赖于密钥。
概念 1、密钥：8个字节共64位的⼯作密钥（决定保密性能） 2、明⽂：8个字节共64位的需要被加密的数据 3、密⽂：8个字节共64位的需要被解密的数据加解密过程加密 1、明⽂数据分组，64位⼀组。
2、对每组数据进⾏初始置换。
即将输⼊的64位明⽂的第1位置换到第40位，第2位置换到第8位，第3位置换到第48位。
以此类推，最后⼀位是原来的第7位。
置换规则是规定的。
L0(Left)是置换后的数据的前32位，R0(Right)是置换后的数据的后32位； 具体置换规则有四步： 第⼀步：将明⽂数据转换为16*4的⼆维数组，形成⼀个数据空间。
第⼆步：数据左右对分，变成两个16*2的⼆维数组，然后每个数组各⾃都需要这样操作：从下往上，每两⾏形成⼀⾏数据。
分别得到两个8*4的⼆维数组。
第三步：新建⼀个16*4的⼆维数组（strNew1[16][4]），数组上半部分空间的数据存储左边数据块置换的结果，下半部分存储右边数据库置换的结果。
最后⼀步：把整个（strNew1[16][4]）16*4的⼆维数组数据空间的按列进⾏置换到新的⼆维数组（strNew2[16][4]）： 数组strNew1第2列放到数组strNew2第1列的位置； 数组strNew1第4列放到数组strNew2第2列的位置； 数组strNew1第1列放到数组strNew2第3列的位置； 数组strNew1第3列放到数组strNew2第4列的位置； 数组strNew2就是我们初始置换的结果。
数据加密算法--详解DES加密算法原理与实现
数据加密算法--详解DES加密算法原理与实现DES算法简介DES(Data Encryption Standard)是⽬前最为流⾏的加密算法之⼀。
DES是对称的，也就是说它使⽤同⼀个密钥来加密和解密数据。
DES还是⼀种分组加密算法，该算法每次处理固定长度的数据段，称之为分组。
DES分组的⼤⼩是64位，如果加密的数据长度不是64位的倍数，可以按照某种具体的规则来填充位。
从本质上来说，DES的安全性依赖于虚假表象，从密码学的术语来讲就是依赖于“混乱和扩散”的原则。
混乱的⽬的是为隐藏任何明⽂同密⽂、或者密钥之间的关系，⽽扩散的⽬的是使明⽂中的有效位和密钥⼀起组成尽可能多的密⽂。
两者结合到⼀起就使得安全性变得相对较⾼。
DES算法具体通过对明⽂进⾏⼀系列的排列和替换操作来将其加密。
过程的关键就是从给定的初始密钥中得到16个⼦密钥的函数。
要加密⼀组明⽂，每个⼦密钥按照顺序（1-16）以⼀系列的位操作施加于数据上，每个⼦密钥⼀次，⼀共重复16次。
每⼀次迭代称之为⼀轮。
要对密⽂进⾏解密可以采⽤同样的步骤，只是⼦密钥是按照逆向的顺序（16-1）对密⽂进⾏处理。
计算16个⼦密钥上⾯提到DES算法的第⼀步就是从初始密钥中计算得出16个⼦密钥。
图⽰1展⽰了这个过程。
DES使⽤⼀个56位的初始密钥，但是这⾥提供的是⼀个64位的值，这是因为在硬件实现中每8位可以⽤于奇偶校验，在软件实现中多出的位只是简单的忽略掉。
要获得⼀个56位的密钥，可以执照表1的⽅式执⾏密钥转换。
解释⼀下表1，按照从左往右从上往下的⽅式看，表格中每个位置P包含初始密钥中位在转换后的密钥中所占的位置。
⽐如，初始密钥中的第57位就是转换后的密钥中的第1位，⽽初始密钥中的第49位则变成转换后的密钥中的第2位，以此类推...。
（数据位的计数顺序按照从左到右从1开始的）表1：DES中密钥的转换表（DesTransform[56]）将密钥转换为56位后，接下来计算⼦密钥。
DES算法详解
DES算法详解 本⽂主要介绍了DES算法的步骤，包括IP置换、密钥置换、E扩展置换、S盒代替、P盒置换和末置换。
1.DES算法简介 DES算法为密码体制中的对称密码体制，⼜被称为美国数据加密标准。
DES是⼀个分组加密算法，典型的DES以64位为分组对数据加密，加密和解密⽤的是同⼀个算法。
密钥长64位，密钥事实上是56位参与DES运算（第8、16、24、32、40、48、56、64位是校验位，使得每个密钥都有奇数个1），分组后的明⽂组和56位的密钥按位替代或交换的⽅法形成密⽂组。
DES算法的主要流程如下图所⽰，本⽂按照流程依次介绍每个模块。
2.IP置换 IP置换⽬的是将输⼊的64位数据块按位重新组合，并把输出分为L0、R0两部分，每部分各长32位。
置换规则如下表所⽰：58504234261810260524436282012462544638302214664564840322416857494133251791595143352719113615345372921135635547393123157 表中的数字代表新数据中此位置的数据在原数据中的位置，即原数据块的第58位放到新数据的第1位，第50位放到第2位，……依此类推，第7位放到第64位。
置换后的数据分为L0和R0两部分，L0为新数据的左32位，R0为新数据的右32位。
要注意⼀点，位数是从左边开始数的，即最0x0000 0080 0000 0002最左边的位为1，最右边的位为64。
3.密钥置换 不考虑每个字节的第8位，DES的密钥由64位减⾄56位，每个字节的第8位作为奇偶校验位。
产⽣的56位密钥由下表⽣成（注意表中没有8,16,24，32,40,48,56和64这8位）：57494133251791585042342618102595143352719113605244366355473931231576254463830221466153453729211352820124 在DES的每⼀轮中，从56位密钥产⽣出不同的48位⼦密钥，确定这些⼦密钥的⽅式如下： 1).将56位的密钥分成两部分，每部分28位。
des算方法
des算方法DES算法简介DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，由IBM 公司于1977年研发。
它是最早被广泛应用的加密算法之一，被美国政府选为数据加密标准，直到2001年被高级加密标准（AES）所取代。
DES算法的核心是将64位的明文分成两个32位的部分进行加密，并使用16个48位的子密钥进行多轮加密运算。
下面将具体介绍DES算法的几个主要步骤。
1. 初始置换（Initial Permutation，IP）初始置换是将64位的明文按照特定的规律进行重新排列。
通过初始置换，明文的位数被重新排列成左32位和右32位。
这样一来，明文就变成了L0和R0两部分，分别为32位。
2. 子密钥生成DES算法使用56位的密钥，其中包含8位的奇偶校验位。
首先，将密钥通过置换选择1（PC-1）产生56位的中间密钥。
然后，将中间密钥分为两部分，分别为C0和D0，每部分28位。
接下来，根据某种规则，对C0和D0进行循环左移，生成16组子密钥C1-D1到C16-D16。
每组子密钥都是48位，通过置换选择2（PC-2）产生。
3. 轮函数运算DES算法共有16轮加密运算，每轮运算包含以下几个步骤：- 将R(i-1)作为扩展置换（E盒）的输入，得到48位的扩展结果；- 将扩展结果与子密钥Ki进行异或运算，得到48位的结果；- 将异或结果分为8个6位的分组，通过8个S盒进行代替和压缩，得到32位的结果；- 经过P盒置换，得到最终的32位结果。
4. 逆初始置换（Inverse Initial Permutation，IP^-1）逆初始置换是初始置换的逆过程，将经过16轮加密运算后得到的L16和R16按照特定的规律重新排列，得到最终的加密结果。
总结DES算法作为一种经典的对称加密算法，具有较高的安全性和可靠性。
但是由于其密钥较短，容易受到穷举攻击。
为了提高安全性，后续出现了3DES算法和AES算法等更加安全的加密算法。
DES算法详细介绍
DES算法详细介绍DES（Data Encryption Standard）即数据加密标准，是一种对称加密算法，于1977年成为美国联邦政府的标准加密算法。
DES算法主要用于保护计算机网络和数据的机密性。
DES算法使用一个称为“密钥”的64位的输入来对输入的64位数据进行加密或解密。
密钥在加密和解密过程中是相同的，这是DES的对称性质。
DES算法工作在分组密码模式下，将64位输入数据分为两个32位的数据块，然后分别进行加密和解密操作，最后再将两个数据块合并。
简单来说，DES加密算法可以分为四个主要步骤：初始置换、加密轮函数、密钥生成和反置置换。
初始置换：首先，将64位的输入数据按照一个特定的排列顺序进行置换，将原始的数据乱序，生成一个新的64位数据。
这个置换的目的是使输入数据更难以被破解，增加了密码的强度。
加密轮函数：接下来，将初始置换得到的数据分割成两个32位的数据块，分别称为左半部分L0和右半部分R0。
然后，通过一系列的加密轮函数对L0和R0进行加密，每个加密轮函数输入32位的左半部分和48位的子密钥，输出32位的结果。
加密轮函数包括扩展置换、异或操作、S 盒代替和P盒置换。
扩展置换：将32位的数据R0按照一种特定的排列扩展成48位，使得每个数据位的重要度更加均衡。
异或操作：将扩展得到的48位数据与子密钥进行按位异或操作，增加密码的复杂度。
S盒代替：将得到的异或结果按照8个6位的分组进行代替操作，也就是将每个6位的分组通过8个不同的S盒进行代替，即将6位的输入映射成4位的输出。
P盒置换：将S盒代替后得到的32位数据做一次置换，打乱数据的顺序。
密钥生成：在加密轮函数中需要使用子密钥进行异或操作。
DES算法通过对64位的密钥进行置换和选择操作，生成16个48位的子密钥。
子密钥的生成是DES算法中一个关键的步骤，也是加密过程中最耗时的步骤之一反置置换：最后，将经过加密轮函数后的数据进行反置置换，得到最终的加密结果。
DES算法的详细分析
DES算法的详细分析DES（Data Encryption Standard）是一种对称密钥算法，被广泛应用于数据加密和解密。
它是1977年由IBM团队开发的，并在1983年成为美国联邦标准。
DES算法使用56位密钥，并对64位的数据块进行加密处理。
在以下的分析中，我将详细介绍DES算法的结构和加密过程。
1.密钥生成：-56位的密钥通过去除每个字节中的奇偶校验位来生成64位的密钥。
-将64位的密钥分为两半，分别称为左部分和右部分，每部分各32位。
-根据密钥的位移表，对左右部分进行循环位移操作。
2. 初始置换（Initial Permutation，IP）：-将原始数据块进行初始置换，重排为新的64位数据块。
-通过置换表，将每个输入位移动到指定的位置。
3. 加密轮次（Round）：-加密过程由16个加密轮次组成。
-每个轮次依次进行以下几个步骤：-将输入数据块分成左右两半，分别称为左部分和右部分，每部分各32位。
-交换左右部分的位置，将右部分作为下一轮的左部分。
- 对右部分进行扩展置换（Expansion Permutation），将32位扩展为48位。
-将扩展后的右部分与轮次的子密钥进行异或运算。
-将异或结果分为8个块，每个块6位，并通过S盒进行替换。
S盒将6位输入映射为4位输出。
-将S盒替换后的结果按指定的顺序进行置换，得到32位的结果。
-将32位的结果与左部分进行异或运算，得到新的右部分。
-保持左部分不变，将新的右部分作为下一轮的左部分。
4. 逆初始置换（Inverse Initial Permutation，IP^-1）：-最后一轮加密完成后，将左右两部分进行交换，并进行逆初始置换。
-通过逆初始置换表将每个输出位移动到原始的位置。
DES算法的安全性是基于密钥长度的。
由于DES算法使用的是56位的密钥，因此理论上可以通过穷举法来破解。
在密码学中，一般认为需要将穷举测试的时间控制在安全水平内，以保证算法的安全性。
DES加密与解密过程原理解析
DES加密与解密过程原理解析DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，采用相同的秘钥进行加密和解密过程。
该算法由IBM的Horst Feistel设计，于1977年被美国联邦政府采用为标准。
DES算法的加密和解密过程如下：1.密钥生成：DES算法采用56位的密钥作为输入。
首先，将输入的密钥进行奇偶校验，然后每个位的第8、16、24、32、40、48、56位在末尾添加一个奇偶校验位，得到64位密钥。
2.初始置换（IP）：明文输入64位数据块，首先进行初始置换操作。
初始置换将数据块中的每一位按照指定的位置进行重新排列。
3.分组操作：初始置换后的数据块分为左右两部分，每部分各为32位。
并对左右两部分进行16轮迭代操作。
4.迭代操作：在每一轮迭代中，将右半部分作为下一轮的左半部分，而右半部分经过两个操作：F函数和异或运算。
5.F函数：F函数接受两个输入，一部分是右半部分32位数据，另一部分是48位的子密钥。
首先，将右半部分进行扩展置换，将32位扩展为48位。
然后，将扩展后的数据与子密钥进行异或运算。
接下来，将结果分为8个6位的块，并将每一块作为S盒(代替盒)的输入。
S盒是8个不同的4x16的置换表，每个输入块选取相应的S盒进行替换，得到新的6位输出。
最后，将8个6位的输出组合成32位的输出。
6.子密钥生成：DES算法使用16个48位的子密钥，并且这些子密钥都是从64位的密钥中生成的。
首先，将64位的密钥进行PC-1置换，得到56位的数据。
然后，将密钥分为两部分，每部分28位，并且对每部分进行左移操作。
左移的位数根据不同的轮数确定，生成循环的子密钥。
最后，对每个循环生成的子密钥进行PC-2置换，得到48位的子密钥。
7.最终置换（IP-1）和输出：经过16轮迭代后，经过F函数和异或运算的结果将再次合并，并且进行最终置换。
最终置换是初始置换的逆置换，将合并的结果按照指定的位置进行重新排列。
DES加密算法详细过程
DES加密算法详细过程DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，采用了64位加密块和56位密钥。
下面将详细介绍DES加密算法的过程。
1. 初始置换（Initial Permutation IP）：首先，将明文划分为64位的分组，并根据初始置换矩阵IP对分组进行重排。
该矩阵定义了分组中每一位的位置。
2.密钥生成将56位的密钥进行置换选择（Permutation Choice 1，PC-1），根据预定义的置换矩阵将密钥的各个位重新组合，得到56位的置换密钥C0和D0。
接下来，通过循环左移操作（circular left shift）将置换密钥分为两个28位的子密钥C1和D1、左移的位数根据循环左移表格确定。
然后，对C1和D1重复循环左移操作，得到16个子密钥Ci和Di，其中i表示循环次数。
每次循环左移的位数由循环左移表格指定。
最后，通过置换选择2（Permutation Choice 2，PC-2）将Ci和Di 重新置换，得到16个48位的子密钥Ki，即轮密钥。
3.加密过程对明文分组进行初始置换得到L0和R0，分别为32位。
进入16轮加密过程，每轮的操作如下：- 用Ri-1和轮密钥Ki进行扩展置换（Expansion Permutation），将32位扩展为48位。
-将扩展后的结果与轮密钥Ki进行异或操作，得到48位的结果。
-将异或结果分为8个6位的子分组。
- 对每一个子分组进行S盒替代（Substitution Boxes），将6位的输入转换为4位的输出。
-将替代结果连接起来，得到32位的结果。
- 将32位的结果经过P盒置换（Permutation Box）进行重排。
-将P盒置换后的结果与Li-1进行异或操作，得到Ri。
-将Ri和Li-1交换，作为下一轮的输入。
经过16轮的加密过程后，得到R16和L16、将它们连接起来得到64位的分组。
然后，根据初始置换矩阵的逆矩阵IP-1对分组进行逆置换，得到密文。
DES算法详解
第五页，编辑于星期四：十五点 四十四分。
➢置换和逆置换
IP1
2.DES的基本工作流程
16轮加密开始先进行 初始置换
16轮加密结束后进行
逆置换
6
第六页，编辑于星期四：十五点 四十四分。
2.DES的基本工作流程
7
第七页，编辑于星期四：十五点 四十四分。
2.DES的基本工作流程
Single Round of DES Algorithm
18
第十八页，编辑于星期四：十五点 四十四分。
4.子密钥生成
19
第十九页，编辑于星期四：十五点 四十四分。
5. DES解密
在经过所有的替代、置换、异或和循环移动之后，获得了这
样一个非常有用的性质：加密和解密可使用相同的算法。 DES解密结构与其加密结构是对称相似的，使得能用相同 的函数来加密或解密每个分组。
3. 单轮加密详述
DES 中 其 它 算 法 都 是 线 性 的，而S盒运算则是非线性的， S盒不易于分析，它提供了更 好的安全性；所以，S盒是算 法的关键所在。 提 供 了 密 码 算 法 所 必 须 的 混淆作用； 改变S盒的一个输入位至 少要引起两位的输出改变；
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第十三页，编辑于星期四：十五点 四十四分。
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第二十五页，编辑于星期四：十五点 四十四分。
采用替代和置换的组合，共16轮； 只使用了标准的算术和逻辑运算，易于实现
3
第三页，编辑于星期四：十五点 四十四分。
2.DES的基本工作流程
DES的基本工作原理 用56位的密钥对64位长的数据块进行16轮加密处理由此得 到64位长的密文。
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第四页，编辑于星期四：十五点 四十四分。
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24
6. DES举例
➢再和k1作异或运算得到（分成8组）
101111 011001 100000 110011 101101 111110 101101 001110
➢通过S盒后输出位32比特，
01110110 00110100 00100110 10100001
➢S盒的输出又经过P置换得到
01000100 00100000 10011110 10011111
17
4.子密钥生成
➢压缩置换（也称为置换选择2）：将56位密钥压缩成48位。 置换：例如，原第14位在输出时移到了第1位。 压缩：第9、18、22、25以及第35、38、43、54均被略 去。
14 17 11 24 1 5 3 28 15 6 21 10 23 19 12 4 26 8 16 7 27 20 13 2 41 52 31 37 47 55 30 40 51 45 33 48 44 49 39 56 34 53 46 42 50 36 29 32
18
4.子密钥生成
19
5. DES解密
在经过所有的替代、置换、异或和循环移动之后，获 得了这样一个非常有用的性质：加密和解密可使用相同 的算法。 DES解密结构与其加密结构是对称相似的，使得能用 相同的函数来加密或解密每个分组。
二者的唯一不同之处是密钥的次序相反。这就是说，如 果各轮的加密密钥分别是K1，K2，K3…，K16，那么解 密密钥就是K16，K15，K14……，K1。为各轮产生密 钥的算法也是循环的。密钥向右移动，每次移动位数为0， 1，2，2，2，2，2，2，1，2，2，2，2，2，2，1。
000000000000000......00000000 100000000000000......00000000
3次循环以后密文有21个比特不同；16 次循环后有34个比特不同。
如果用只差一比特的两个密钥加密 同样明文：
3次循环以后密文有14个比特不同，16 次循环后有35个比特不同
15
4.子密钥生成
20
5. DES解密
L R f R ,k
i 1
i
i
i
21
5. DES解密
IP
子密钥 子密钥 子密钥 子密钥
IPˉ
子密钥 子密钥 子密钥
22
6. DES举例
已知明文m=computer，密钥k=program，用ASCII码 表示为：
m=01100011 01101111 01101101 01110000 01110101 01110100 01100101 01110010
少要引起两位的输出改变；
13
3. 单轮加密详述
➢ P盒置换： P置换使得一个S盒的输出对下一轮多个S盒产生影
响，形成雪崩效应：明文或密钥的一点小的变动都引 起密文的较大变化
➢ 将P盒置换的结果与最初的64位分组的左半 部分异或，接着开始另一轮。
14
Байду номын сангаас
3. 单轮加密详述
雪崩效应 Avalanche Effect 明文或密钥的一比特的变化，引起密 文许多比特的改变。如果变化太小， 就可能找到一种方法减小有待搜索的 明文和密文空间的大小。 如果用同样密钥加密只差一比特的 两个明文：
➢已知主密钥为64位（其中每个字节的第8位作为奇偶校验位）。略去 奇偶校验位，DES的密钥由64位减至56位，对这56位密钥进行如下置 换（置换选择1） ➢ 经置换后的56位密钥，被分成左右两部分，每部分28位。
57 49 41 33 25 17 9 1 58 50 42 34 26 18 L 10 2 59 51 43 35 27 19 11 3 60 52 44 36
1. 概述
➢对称密码技术是最普及的数据加密标准和方法。其中 DES算法应用最为广泛。
DES算法的特点是什么？
密钥
密钥如何安全传递共享？
1
1. 概述
➢DES(Data Encryption Standard)算法
一种用56位密钥来加密64位数据的方法。
发明人：
IBM公司 W.Tuchman和C.Meyer. 基础：
保密为基础； 密钥可为任意的56位数，具有复杂性，使得破译的开销超过
可能获得的利益； 采用替代和置换的组合，共16轮； 只使用了标准的算术和逻辑运算，易于实现
3
2.DES的基本工作流程
DES的基本工作原理 用56位的密钥对64位长的数据块进行16轮加密处理由此得 到64位长的密文。
4
2.DES的基本工作流程
25
L0= 11111111 10111000 R0= 00000000 11111111
➢密钥k通过PC-1得到
01110110 01010111 00000110 10000011
C0= 11101100 10011001 00011011 D0= 10110100 01011000 10001110
密钥与扩展分组异或以后，将48位的结果进行代替运 算。替代由8个 代替盒（S盒）完成。48位块通过S盒压缩到32位块。 48位的输入被分为8个6位的分组，每一分组对应一个S盒代替操作： 每一个S盒都有6位输入，4位输出，且这8个S盒是不同的。
key
11
S盒操作
3. 单轮加密详述
• 每个S盒是一个4行、16列的表。盒中的每一项都是一个4bit的数。S 盒的6bit输入确定了其对应的输出在哪一行哪一列。 •假定将S盒的6bit的输入标记为b1、b2、b3、b4、b5、b6，则b1和 b6对应0到3，由此可选择表中的一行。b2到b5 对应0到15，由此可 选择表中的一列。
k=01110000 01110010 01101111 01100111 01110010 01100001 01101101
因为k只有56位，必须插入第8，16，24，32，40，48， 56，64位奇偶校验位，合成64位。而这8位对加密过程没有 影响。
23
6. DES举例
➢m经过IP置换后得到
63 55 47 39 31 23 15 7 62 54 46 38 30 22 R
14 6 61 53 45 37 29 21 13 5 28 20 12 4
16
4.子密钥生成
➢循环左移 每轮中，这两部分分别循环左移l位或2位。下表
给出了每轮移动的位数。
轮 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 位 数1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
它产生了与密钥同长度的数据进行异或运算 它产生了更长的结果，使得在代替运算时能进行压缩
操作：
•先把32位分成8个4位的块， •第i块向左，向右各扩展一位，其中左扩展位与第i-1块 的最右一位 相同，右扩展位与第i+1块的最左一位相同。
9
3. 单轮加密详述
10
3. 单轮加密详述
➢压缩替代S（经过异或操作后）
b1b2b3b4b5b6 110011
行：b1b6 112 3 列：b2b3b4b5 10012
9
S6-盒子 3行9列 值：14=110012
3. 单轮加密详述
DES中其它算法都是线性 的，而S盒运算则是非线性 的，S盒不易于分析，它提 供了更好的安全性；所以， S盒是算法的关键所在。 提供了密码算法所必须的 混淆作用； 改变S盒的一个输入位至
1967年美国Horst Feistel提出的理论； 产生：
美国国家标准局1973年开始研究除国防部外的其它部门的计算机 系统的数据加密标准，于1973年5月15日和1974年8月27日先后 两次向公众发出了征求加密算法的公告，最终选定DES。
2
1. 概述
➢DES技术特点
分组加密算法：明文和密文为64位分组长度； 对称算法：加密和解密除密钥编排不同外，使用同一算法； DES的安全性不依赖于算法的保密，安全性仅以加密密钥的
再各自左移一位，通过PC-2得到48位
1011 0110
k1=00111101 10001111 11001101 00110111 00111111 00000110
➢R0（32位）经E作用扩展为48位，
10000000 00010111 11111110 10000000
11010100 00000110
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2.DES的基本工作流程
➢置换和逆置换 IP 1
16轮加密开始先进行 初始置换
16轮加密结束后进行 逆置换
6
2.DES的基本工作流程
7
2.DES的基本工作流程
Single Round of DES Algorithm
8
3. 单轮加密详述
➢ 扩展置换Ｅ： 将输入的32位块扩展到48位的输出块 作用：
➢计算L1和R1
结果是： 00000000 11111111 00000110 10000011 10111011 10011000 11101000 11001000
➢迭代16次以后，得到密文：
01011000 10101000 01000001 10111000 01101001 11111110 10101110 00110011