DES算法实验报告

DES算法实验报告

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实验报告

姓名：xxxx 学号：0XXXXX 班级：XXXXXXX 日期：2013/11/*

题目：DES算法实验

一、实验环境

1．硬件配置：

处理器：Inter(R) Core(TM) i5-2430M CPU @ 2.40GHz (4

CPUs) ,~2.4GHz 内存：2048MB RAM 2．使用软件：

(1) 操作系统：win7 旗舰版

(2) 软件工具：

Microsoft Visual c++ 6.0

二、实验涉及的相关概念或基本原理

DES是一个分组密码算法，使用64位密钥（除去8位奇偶校验，实际密钥长度为56位）对64比特的数据分组（二进制数据）加密，产生64位密文数据。DES是一个对称密码体制，加密和解密使用同意密钥，解密和加密使用同一算法（这样，在硬件与软件设计时有利于加密单元的重用）。DES 的所有的保密性均依赖于密钥。

DES的加密过程可分为加密处理,加密变换和子密钥生成几个部分组成。 1.加密处理过程(1)初始置换IP。加密处理首先要对64位的明文按表1所示的初始换位表IP进行变换。表中的数值表示输入位被置换后的新位置。

(2)加密处理。上述换位处理的输出，中间要经过16轮加密变换。初始置换的64位的输出作为下一次的输入，将64位分为左、右两个32位，分别记为L0和R0，从L0、R0到L16、R16，共进行16轮加密变换。其中，经过i轮处理后的点左右32位分别为Li和Ri则可做如下定义:

Li=Ri-1

Ri=Li-1 ⊕F(Ri-1，K) 其中，F为F变换

(3)最后换位。进行16轮的加密变换之后，将L16和R16合成64位的数据，再按照表2所示的最后换位表进行IP-1的换位，得到64位的密文，这就是DES算法加密的结果。

2.加密变换过程

64位的密钥先由置换选择1减少至56六位，进行循环左移，然后通过置换选择2减少至48位。而通过扩展运算将32位按表3扩展换位表扩展为48位的右半部分通过异或操作和48位的密钥结合，并分成6位的8个分组，通过8个S-盒

将这48位替代成新的32位数据。

按此进行,输出32位,再按照表4 换位表P进行变换,这样就完成了F(R,K)的变换。

3.子密钥生成过程

密钥通常表示为64位的自然数，首先通过压缩换位Key_Exchange去掉每个字节的第8位,用作奇偶校验。因此，密钥去掉第8、16、24……64位减至56位，所以实际密钥长度为56位。而每轮要生成48位的子密钥。输入的64位密钥，首先通过压缩换位得到56位的密钥，每层分成两部分，一部分28位为C0，一部分为D0。C0和D0依次进行循环左移操作生成了C1和D1，将C1和D1合成56位，再通过压缩换位Compression输出48位的子密钥K1，再将C1和D1进行循环左移和Compression压缩换位,得到子密钥K2……以此类推，得到16个子密钥。密钥压缩换位表如表5表6所示。

在产生子密钥的过程中左移次数如表7所示。

4.解密处理过程

从密文到明文的解密过程可采用与加密完全相同的算法。不过解密要用加密的逆变换,就是把上面的最后换位表和初始换位表完全倒过来变换。三、实验内容流程图：

主要代码：

①初始置换

unsigned char Initial [] =

{

58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 2,60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 4, 62, 54, 46, 38, 30, 22, 14, 6,64, 56, 48, 40, 32, 24, 16, 8, 57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 1,59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 3, 61, 53, 45, 37, 29, 21, 13, 5,63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7 };

②逆初始置换

unsigned char Final[] =

{

40, 8, 48, 16, 56, 24, 64, 32,39, 7, 47, 15, 55, 23, 63, 31, 38, 6, 46, 14, 54, 22, 62, 30,37, 5, 45, 13, 53, 21, 61, 29, 36, 4, 44, 12, 52, 20, 60, 28,35, 3, 43, 11, 51, 19, 59, 27, 34, 2, 42, 10, 50, 18, 58, 26,33, 1, 41, 9, 49, 17, 57, 25 };

③扩展变换E

unsigned char Expansion[] =

{

32, 1, 2, 3, 4, 5,4, 5, 6, 7, 8, 9,

8, 9, 10, 11, 12, 13,12, 13, 14, 15, 16, 17,

16, 17, 18, 19, 20, 21,20, 21, 22, 23, 24, 25, 24, 25, 26, 27, 28, 29,28, 29, 30, 31, 32, 1

};

④P_盒置换

unsigned char P_Box[]=

{

16, 7, 20, 21, 29, 12, 28, 17,1, 15, 23, 26, 5, 18, 31, 30,2, 8, 24, 14, 32, 27, 3, 9, 19, 13, 30, 6, 22, 11, 4, 25

};

⑤S盒置换