杭电密码学DES密码实验介绍
实验5 DES密码算法
实验5 DES密码算法一、实验目的通过用DES算法对实际的数据进行加密和解密来深刻了解DES的运行原理。
二、实验原理DES算法属于分组加密算法，即在明文加密和密文解密过程中，信息都是按照固定长度分组后进行处理的。
混淆和扩散是它采用的两个最重要的安全特性。
混淆是指通过密码算法使明文和密文以及密钥的关系非常复杂，无法从数学上描述或者统计。
扩散是指明文和密钥中的每一位信息的变动，都会影响到密文中许多位信息的变动，从而隐藏统计上的特性，增加密码的安全。
DES算法将明文分成64位大小的众多数据块，即分组长度为64位。
同时用56位密钥对64位明文信息加密，最终形成64位的密文。
需要注意的地方是掌握DES算法的16轮加、解密流程以及子密钥的产生流程。
三、实验环境运行Windows或者Linux操作系统的PC机，具有TC、VC++（Windows）等C语言编译环境。
四、实验内容1、算法分析（1）写出DES算法的16轮加、解密流程；（2）写出子密钥的产生流程；2、下载DES算法的实现程序，并调用其程序对一个文件进行加密和解密，提交程序代码和执行结果。
3、调用下载的DES算法的实现程序对输入的十六进制数加密，比较输入和输出，当改变一个位时比较输出的变化，并说明原因。
五、实验步骤1、算法分析(1)解密过程为加密过程的逆过程：(2)2、打开VC++，编写程序如下：#include "stdio.h"#include "memory.h" //#include "time.h"#include "stdlib.h"#define PLAIN_FILE_OPEN_ERROR -1#define KEY_FILE_OPEN_ERROR -2#define CIPHER_FILE_OPEN_ERROR -3#define OK 1typedef char ElemType;//初始置换表IPint IP_Table[64] = { 57,49,41,33,25,17,9,1,59,51,43,35,27,19,11,3,61,53,45,37,29,21,13,5,63,55,47,39,31,23,15,7,56,48,40,32,24,16,8,0,58,50,42,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,62,54,46,38,30,22,14,6}; //逆初始置换表IP^-1int IP_1_Table[64] = {39,7,47,15,55,23,63,31,38,6,46,14,54,22,62,30,37,5,45,13,53,21,61,29,36,4,44,12,52,20,60,28,35,3,43,11,51,19,59,27,34,2,42,10,50,18,58,26,33,1,41,9,49,17,57,25,32,0,40,8,48,16,56,24};//扩充置换表E 32--->48int E_Table[48] = {31, 0, 1, 2, 3, 4,3, 4, 5, 6, 7, 8,7, 8,9,10,11,12,11,12,13,14,15,16,15,16,17,18,19,20,19,20,21,22,23,24,23,24,25,26,27,28,27,28,29,30,31, 0};//置换函数Pint P_Table[32] = {15,6,19,20,28,11,27,16,0,14,22,25,4,17,30,9,1,7,23,13,31,26,2,8,18,12,29,5,21,10,3,24};//S盒int S[8][4][16] =//S1{{{14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7},{0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8},{4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0},{15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13}},//S2{{15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10},{3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5},{0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15},{13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9}},//S3{{10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8},{13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1},{13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7},{1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12}},//S4{{7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15},{13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9},{10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4},{3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14}},//S5{{2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9},{14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6},{4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14},{11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3}},//S6{{12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11},{10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8},{9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6},{4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13}},//S7{{4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1},{13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6},{1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2},{6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12}},//S8{{13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7},{1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2},{7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8},{2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11}}}; //置换选择1int PC_1[56] = {56,48,40,32,24,16,8,0,57,49,41,33,25,17,9,1,58,50,42,34,26,18,10,2,59,51,43,35,62,54,46,38,30,22,14,6,61,53,45,37,29,21,13,5,60,52,44,36,28,20,12,4,27,19,11,3};//置换选择2int PC_2[48] = {13,16,10,23,0,4,2,27,14,5,20,9,22,18,11,3,25,7,15,6,26,19,12,1,40,51,30,36,46,54,29,39,50,44,32,46,43,48,38,55,33,52,45,41,49,35,28,31};//对左移次数的规定int MOVE_TIMES[16] = {1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1};int ByteToBit(ElemType ch,ElemType bit[8]);int BitToByte(ElemType bit[8],ElemType *ch);int Char8ToBit64(ElemType ch[8],ElemType bit[64]);int Bit64ToChar8(ElemType bit[64],ElemType ch[8]);int DES_MakeSubKeys(ElemType key[64],ElemType subKeys[16][48]);int DES_PC1_Transform(ElemType key[64], ElemType tempbts[56]);int DES_PC2_Transform(ElemType key[56], ElemType tempbts[48]);int DES_ROL(ElemType data[56], int time);int DES_IP_Transform(ElemType data[64]);int DES_IP_1_Transform(ElemType data[64]);int DES_E_Transform(ElemType data[48]);int DES_P_Transform(ElemType data[32]);int DES_SBOX(ElemType data[48]);int DES_XOR(ElemType R[48], ElemType L[48],int count); //异或操作int DES_Swap(ElemType left[32],ElemType right[32]); //交换L分组与R分组交换.int DES_EncryptBlock(ElemType plainBlock[8], ElemType subKeys[16][48], ElemType cipherBlock[8]);int DES_DecryptBlock(ElemType cipherBlock[8], ElemType subKeys[16][48], ElemType plainBlock[8]);int DES_Encrypt(char *plainFile, char *keyStr,char *cipherFile);int DES_Decrypt(char *cipherFile, char *keyStr,char *plainFile);//字节转换成二进制int ByteToBit(ElemType ch, ElemType bit[8]){int cnt;for(cnt = 0;cnt < 8; cnt++){*(bit+cnt) = (ch>>cnt)&1; //右移cnt位,与1相与.将字节装入8位二进制数组中.倒序装入} //7=,bit={}//printf("%s",bit);return 0;}//二进制转换成字节int BitToByte(ElemType bit[8],ElemType *ch){int cnt;for(cnt = 0;cnt < 8; cnt++){*ch |= *(bit + cnt)<<cnt; // 为*(1)+*(10)+*(100)+0000+00000+...=7 }return 0;}//将长度为8的字符串转为二进制位串int Char8ToBit64(ElemType ch[8],ElemType bit[64]){int cnt;for(cnt = 0; cnt < 8; cnt++){ByteToBit(*(ch+cnt),bit+(cnt<<3)); //cnt<<3即为cnt*8}return 0;}//将二进制位串转为长度为8的字符串int Bit64ToChar8(ElemType bit[64],ElemType ch[8]){int cnt;memset(ch,0,8); //以ch为起点的8位空间数组置0.for(cnt = 0; cnt < 8; cnt++){BitToByte(bit+(cnt<<3),ch+cnt);return 0;}//IP置换int DES_IP_Transform(ElemType data[64]){int cnt;ElemType temp[64];for(cnt = 0; cnt < 64; cnt++){temp[cnt] = data[IP_Table[cnt]];}memcpy(data,temp,64); //由temp所指内存区域复制64个字节到data所指内存区域,与strcpy 同.return 0;}//IP逆置换int DES_IP_1_Transform(ElemType data[64]){int cnt;ElemType temp[64];for(cnt = 0; cnt < 64; cnt++){temp[cnt] = data[IP_1_Table[cnt]];}memcpy(data,temp,64); //由temp所指内存区域复制64个字节到data所指内存区域,与strcpy同return 0;}//密钥置换1 pc-1int DES_PC1_Transform(ElemType key[64], ElemType tempbts[56]){int cnt;for(cnt = 0; cnt < 56; cnt++){tempbts[cnt] = key[PC_1[cnt]];return 0;}//密钥置换2 pc-2int DES_PC2_Transform(ElemType key[56], ElemType tempbts[48]){int cnt;for(cnt = 0; cnt < 48; cnt++){tempbts[cnt] = key[PC_2[cnt]];}return 0;}//E扩展置换int DES_E_Transform(ElemType data[48]){ //这里data两种用处,故为48位极人臣int cnt;ElemType temp[48];for(cnt = 0; cnt < 48; cnt++){temp[cnt] = data[E_Table[cnt]]; //这里data下标最高为32.}memcpy(data,temp,48);return 0;}//P置换int DES_P_Transform(ElemType data[32]){int cnt;ElemType temp[32];for(cnt = 0; cnt < 32; cnt++){temp[cnt] = data[P_Table[cnt]];}memcpy(data,temp,32);return 0;}//循环左移//左右两边同时循环左移相同的位数.//10010循环左移1位为00101,左移2位为01010int DES_ROL(ElemType data[56], int times){ElemType temp[56]; //temp只保存将要循环到右边的位.//保存将要循环移动到右边的位memcpy(temp,data,times); //保存前28位的移位memcpy(temp+times,data+28,times); //保存后28位的移位极人臣//前28位移动memcpy(data,data+times,28-times); //一般移位memcpy(data+28-times,temp,times); //循环位移动//后28位移动memcpy(data+28,data+28+times,28-times);memcpy(data+56-times,temp+times,times);return 0;}//生成子密钥int DES_MakeSubKeys(ElemType key[64],ElemType subKeys[16][48]){ ElemType temp[56];int cnt;DES_PC1_Transform(key,temp);//PC1置换for(cnt = 0; cnt < 16; cnt++){//16轮跌代，产生16个子密钥DES_ROL(temp,MOVE_TIMES[cnt]);//Ci Di 左右两边,循环左移DES_PC2_Transform(temp,subKeys[cnt]);//PC2置换，产生子密钥}}//异或int DES_XOR(ElemType R[48], ElemType L[48] ,int count){int cnt;for(cnt = 0; cnt < count; cnt++){R[cnt] ^= L[cnt]; //异或即为模2加法}return 0;}//S盒置换48=8*6 32=8*4int DES_SBOX(ElemType data[48]){int cnt;int line,row,output;int cur1,cur2;for(cnt = 0; cnt < 8; cnt++){cur1 = cnt*6;cur2 = cnt<<2;//计算在S盒中的行与列b1b2b3b4b5b6 b1b2 //b3b4b5b6line = (data[cur1]<<1) + data[cur1+5];row = (data[cur1+1]<<3) + (data[cur1+2]<<2)+ (data[cur1+3]<<1) + data[cur1+4];output = S[cnt][line][row];//化为2进制data[cur2] = (output&0X08)>>3; //取得output二进制倒数第4位为0还是1data[cur2+1] = (output&0X04)>>2; //output=7=0111 oxo4=0100data[cur2+2] = (output&0X02)>>1; //相&得到0100 右移2位得到1data[cur2+3] = output&0x01;}}//交换L分组与R分组交换.int DES_Swap(ElemType left[32], ElemType right[32]){ElemType temp[32];memcpy(temp,left,32);memcpy(left,right,32);memcpy(right,temp,32);return 0;}//加密单个分组int DES_EncryptBlock(ElemType plainBlock[8], ElemType subKeys[16][48], ElemType cipherBlock[8]){ElemType plainBits[64]; //明文比特ElemType copyRight[48]; //int cnt;Char8ToBit64(plainBlock,plainBits);//初始置换（IP置换）DES_IP_Transform(plainBits);//16轮迭代for(cnt = 0; cnt < 16; cnt++){//将右半部分拷贝到数组中.memcpy(copyRight,plainBits+32,32);//将右半部分进行扩展置换，从32位扩展到48位DES_E_Transform(copyRight);//将右半部分与子密钥进行异或操作DES_XOR(copyRight,subKeys[cnt],48);//异或结果进入S盒，输出32位结果DES_SBOX(copyRight);//P置换DES_P_Transform(copyRight);//将明文左半部分与右半部分进行异或DES_XOR(plainBits,copyRight,32);if(cnt != 15){//最终完成左右部的交换DES_Swap(plainBits,plainBits+32);}}//逆初始置换（IP^1置换）DES_IP_1_Transform(plainBits);Bit64ToChar8(plainBits,cipherBlock);return 0;}//解密单个分组int DES_DecryptBlock(ElemType cipherBlock[8], ElemType subKeys[16][48],ElemType plainBlock[8]){ElemType cipherBits[64];ElemType copyRight[48];int cnt;Char8ToBit64(cipherBlock,cipherBits);//初始置换（IP置换）DES_IP_Transform(cipherBits);//16轮迭代for(cnt = 15; cnt >= 0; cnt--){memcpy(copyRight,cipherBits+32,32); //这里为什么还是右半部分?//将右半部分进行扩展置换，从32位扩展到48位DES_E_Transform(copyRight);//将右半部分与子密钥进行异或操作DES_XOR(copyRight,subKeys[cnt],48);//异或结果进入S盒，输出32位结果DES_SBOX(copyRight);//P置换DES_P_Transform(copyRight);//将明文左半部分与右半部分进行异或DES_XOR(cipherBits,copyRight,32);if(cnt != 0){//最终完成左右部的交换DES_Swap(cipherBits,cipherBits+32);}}//逆初始置换（IP^1置换）DES_IP_1_Transform(cipherBits);Bit64ToChar8(cipherBits,plainBlock);return 0;}//加密文件int DES_Encrypt(char *plainFile, char *keyStr,char *cipherFile){ FILE *plain,*cipher;int count;ElemType plainBlock[8],cipherBlock[8],keyBlock[8];ElemType bKey[64];ElemType subKeys[16][48];if((plain = fopen(plainFile,"rb")) == NULL){return PLAIN_FILE_OPEN_ERROR;}if((cipher = fopen(cipherFile,"wb")) == NULL){return CIPHER_FILE_OPEN_ERROR;}//设置密钥memcpy(keyBlock,keyStr,8);//将密钥转换为二进制流//printf("%s\n",keyBlock);//int i;//for(i=0;i<8;i++){// printf(" %s \n",keyBlock[i]);//}Char8ToBit64(keyBlock,bKey);//生成子密钥DES_MakeSubKeys(bKey,subKeys);while(!feof(plain)){//每次读8个字节，即一个分组读八次.并返回成功读取的字节数if((count = fread(plainBlock,sizeof(char),8,plain)) == 8){DES_EncryptBlock(plainBlock,subKeys,cipherBlock);fwrite(cipherBlock,sizeof(char),8,cipher);}}if(count){memset(plainBlock + count,'\0',7 - count);plainBlock[7] = 8 - count;DES_EncryptBlock(plainBlock,subKeys,cipherBlock);fwrite(cipherBlock,sizeof(char),8,cipher);}fclose(plain);fclose(cipher);return OK;}//解密文件int DES_Decrypt(char *cipherFile, char *keyStr,char *plainFile){ FILE *plain, *cipher;int count,times = 0;long fileLen;ElemType plainBlock[8],cipherBlock[8],keyBlock[8];ElemType bKey[64];ElemType subKeys[16][48];if((cipher = fopen(cipherFile,"rb")) == NULL){return CIPHER_FILE_OPEN_ERROR;}if((plain = fopen(plainFile,"wb")) == NULL){return PLAIN_FILE_OPEN_ERROR;}//设置密钥memcpy(keyBlock,keyStr,8);//将密钥转换为二进制流Char8ToBit64(keyBlock,bKey);//生成子密钥DES_MakeSubKeys(bKey,subKeys);//取文件长度fseek(cipher,0,SEEK_END); //将文件指针置尾,距SEEK_END 0的位置, fileLen = ftell(cipher); //取文件指针当前位置,相对于文件头,即可取文件长度. rewind(cipher); //将文件指针重指向文件头while(1){fread(cipherBlock,sizeof(char),8,cipher);DES_DecryptBlock(cipherBlock,subKeys,plainBlock);times += 8;if(times < fileLen){fwrite(plainBlock,sizeof(char),8,plain);}else{break;}}if(plainBlock[7] < 8){for(count = 8 - plainBlock[7]; count < 7; count++){if(plainBlock[count] != '\0'){break;}}}if(count == 7){//有填充fwrite(plainBlock,sizeof(char),8 - plainBlock[7],plain);}else{//无填充fwrite(plainBlock,sizeof(char),8,plain);}fclose(plain);fclose(cipher);return OK;}int main(){clock_t a,b; // 时间类型变量a = clock(); //时间函数DES_Encrypt("plaint.txt","","cipher.txt");b = clock();printf("加密消耗%d毫秒\n",b-a);system("pause"); //暂停一下a = clock();DES_Decrypt("cipher.txt","","result.txt");b = clock();printf("解密消耗%d毫秒\n",b-a);getchar();return 0;}明文文件为：plaint.txt，密钥：key.txt，密文文件为：cipher.txt，解密得到明文为：result.txt 运行结果如下：3、输入明文，调试程序，运行结果如下：改变一个位时结果如下：从实验结果可以看出，明文就算是相差一个位,但是他们的密文完全没有规律可循,这就保证了数据加密的可靠性,至于这样的原因,DES 是由于采用了Feistel 结构,在加密过程中经过多轮重复操作,但每一轮的子密钥不同,这样就使得即使原来很相近的两个数据串经过N 轮后,这个数据串被分得很散,也就很不一样了.。
des加密算法实验报告
DES加密算法实验报告1. 引言DES（Data Encryption Standard）是一种对称密码算法，于1977年被美国联邦信息处理标准（FIPS）确定为联邦标准。
DES加密算法采用分组密码的思想，将明文按照64位分为一组，经过一系列的置换、替代和迭代操作，最终输出加密后的密文。
本实验旨在通过对DES加密算法的实际操作，深入理解DES的工作原理和加密过程。
2. 实验步骤2.1. 密钥生成DES加密算法的核心在于密钥的生成。
密钥生成过程如下：1.将64位的初始密钥根据置换表进行置换，生成56位密钥。
2.将56位密钥分为两个28位的子密钥。
3.对两个子密钥进行循环左移操作，得到循环左移后的子密钥。
4.将两个循环左移后的子密钥合并，并根据压缩置换表生成48位的轮密钥。
2.2. 加密过程加密过程如下：1.将64位的明文按照初始置换表进行置换，得到置换后的明文。
2.将置换后的明文分为左右两部分L0和R0，每部分32位。
3.进行16轮迭代操作，每轮操作包括以下步骤：–将R(i-1)作为输入，经过扩展置换表扩展为48位。
–将扩展后的48位数据与轮密钥Ki进行异或操作。
–将异或结果按照S盒进行替代操作，得到替代后的32位数据。
–对替代后的32位数据进行置换，得到置换后的32位数据。
–将置换后的32位数据与L(i-1)进行异或操作，得到Ri。
–将R(i-1)赋值给L(i)。
4.将最后一轮迭代后得到的数据合并为64位数据。
5.对合并后的64位数据进行逆置换，得到加密后的64位密文。
3. 实验结果对于给定的明文和密钥，进行DES加密实验，得到加密后的密文如下：明文：0x0123456789ABCDEF 密钥：0x133457799BBCDFF1密文：0x85E813540F0AB4054. 结论本实验通过对DES加密算法的实际操作，深入理解了DES加密算法的工作原理和加密过程。
DES加密算法通过对明文的置换、替代和迭代操作，混淆了明文的结构，使得密文的产生与密钥相关。
【精品】DES算法实验报告
【精品】DES算法实验报告一、理论部分DES算法是一种对称加密算法，也是目前广泛应用的加密算法之一。
DES算法使用的是分组加密的思想，将明文数据分成一定长度的数据块，按照一定的算法进行加密，得到密文数据。
DES算法中的关键是密钥，只有持有正确密钥的人才能解密。
DES算法的密钥长度为64位，但由于存在弱密钥的问题，使用时需要特别注意。
DES算法的加密过程包括以下几个步骤：1、密钥的生成和处理：DES算法的密钥长度为64位，但由于存在弱密钥的问题，使用时需要使用程序进行特殊处理，以确保生成的密钥不为弱密钥。
2、初始置换(IP)：将明文数据按照一定的规则进行置换，得到置换后的数据。
3、分组：将置换后的明文数据分成左半部分和右半部分。
4、轮函数(f函数)：将右半部分进行扩展置换、异或运算、S盒代替、置换等操作，得到一个新的右半部分。
5、轮秘钥生成：生成本轮加密所需要的秘钥。
6、异或运算：将左半部分和右半部分进行异或运算，得到一个新的左半部分。
7、左右交换：将左右部分进行交换。
以上步骤循环执行16次，直到得到最终的密文数据。
二、实验部分本次实验使用C语言实现了DES算法的加密和解密过程。
具体实现过程包括以下几个部分：1、密钥的生成：使用DES算法生成64位密钥，其中包括了对弱密钥的处理。
2、置换：使用DES算法中的IP置换和IP逆置换进行数据置换。
3、轮函数：使用DES算法中的f函数进行一轮加密操作。
5、加密：循环执行16轮加密操作，得到密文数据。
以上实现过程全部基于DES算法的规范。
三、结果分析1、速度慢：由于DES算法采用的是分组加密的思想，需要执行多次操作才能得到最终结果。
因此本次实验的加密和解密速度相对较慢。
2、代码简单：本次实验的代码相对简单，只需要用到一些基本数据结构和算法即可实现DES算法的加密和解密过程。
但需要注意的是，由于DES算法本身的复杂性，代码实现中需要注意细节和边界问题。
四、总结本次实验使用C语言实现了DES算法的加密和解密过程，通过实验得到了一些结果。
des 加密算法实验报告
des 加密算法实验报告DES加密算法实验报告一、引言数据加密标准（Data Encryption Standard，简称DES）是一种对称加密算法，由IBM公司于1975年研发并被美国联邦政府采用为标准加密算法。
DES算法具有高效、可靠、安全等特点，被广泛应用于信息安全领域。
本实验旨在通过对DES算法的实验研究，深入了解其原理、性能和应用。
二、DES算法原理DES算法采用对称密钥加密，即加密和解密使用相同的密钥。
其核心是Feistel结构，将明文分成左右两部分，经过16轮迭代加密后得到密文。
每一轮加密中，右半部分作为下一轮的左半部分，而左半部分则通过函数f和密钥进行变换。
DES算法中使用了置换、代换和异或等运算，以保证加密的安全性。
三、DES算法实验过程1. 密钥生成在DES算法中，密钥长度为64位，但实际上只有56位用于加密，8位用于奇偶校验。
实验中，我们随机生成一个64位的二进制密钥，并通过奇偶校验生成最终的56位密钥。
2. 初始置换明文经过初始置换IP，将明文的每一位按照特定规则重新排列，得到初始置换后的明文。
3. 迭代加密经过初始置换后的明文分为左右两部分，每轮加密中，右半部分作为下一轮的左半部分，而左半部分则通过函数f和子密钥进行变换。
函数f包括扩展置换、S盒代换、P盒置换和异或运算等步骤，最后与右半部分进行异或运算得到新的右半部分。
4. 逆初始置换经过16轮迭代加密后，得到的密文再经过逆初始置换，将密文的每一位按照特定规则重新排列，得到最终的加密结果。
四、DES算法性能评估1. 安全性DES算法的密钥长度较短，易受到暴力破解等攻击手段的威胁。
为了提高安全性，可以采用Triple-DES等加强版算法。
2. 效率DES算法的加密速度较快，适用于对大量数据进行加密。
但随着计算机计算能力的提高，DES算法的加密强度逐渐降低，需要采用更加安全的加密算法。
3. 应用领域DES算法在金融、电子商务、网络通信等领域得到广泛应用。
DES加密解密实验报告
DES加密解密实验报告实验报告题目：DES加密解密实验一、实验目的1.了解DES加密算法的工作原理。
2. 学习使用Python编程语言实现DES加密算法。
3.掌握DES加密算法的应用方法。
二、实验原理DES（Data Encryption Standard）是一种用于加密的对称密钥算法，其密钥长度为64位，分为加密过程和解密过程。
1.加密过程(1)初始置换IP：将64位明文分成左右两部分，分别为L0和R0，进行初始置换IP操作。
(2)子密钥生成：按照规则生成16个子密钥，每个子密钥长度为48位。
(3)迭代加密：通过16轮迭代加密运算，得到最终的密文。
每轮迭代加密包括扩展置换、异或运算、S盒替代、P置换和交换操作。
(4)逆初始置换：将最终的密文分成左右两部分，进行逆初始置换操作，得到最终加密结果。
2.解密过程解密过程与加密过程类似，但是子密钥的使用顺序与加密过程相反。
三、实验材料与方法材料：电脑、Python编程环境、DES加密解密算法代码。
方法：1. 在Python编程环境中导入DES加密解密算法库。
2.输入明文和密钥。
3.调用DES加密函数，得到密文。
4.调用DES解密函数，得到解密结果。
5.输出密文和解密结果。
四、实验步骤1.导入DES加密解密算法库：```pythonfrom Crypto.Cipher import DES```2.输入明文和密钥：```pythonplaintext = "Hello World"key = "ThisIsKey"```3.创建DES加密对象：```pythoncipher = DES.new(key.encode(, DES.MODE_ECB) ```。
DES加密实验报告
DES加密实验报告实验目的：1.了解DES加密算法的原理和流程；2.掌握DES加密算法的编程实现方法；3.探究不同密钥长度对DES加密效果的影响。
实验设备和材料：1.计算机；2. Python编程环境。
实验步骤：1.DES加密算法原理和流程：DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，采用分组密码体制，密钥长度为56位，数据块长度为64位。
DES加密算法的流程如下：a)初始置换（IP置换）：将明文分为左右两个32位的子块，并经过初始置换表IP进行置换；b)迭代加密：将初始置换结果分为左右两个子块，进行16轮迭代操作；c)轮函数：每轮迭代中，右子块与扩展置换表进行扩展置换，并与轮密钥进行异或运算，然后经过S盒替换、P置换和异或运算得到新的右子块；d)逆初始置换（IP逆置换）：将最后一轮的结果进行逆初始置换，得到密文。
2.DES加密算法编程实现：首先，导入`pycrypto`库并生成合适长度的密钥；其次，定义初始置换表IP，扩展置换表E，S盒置换表S1-S8，P置换表P，以及逆初始置换表IP_inverse；然后，定义`des_encrypt`函数实现DES加密算法的逻辑：a)根据IP置换表对输入明文进行初始置换；b)将初始置换结果分为左右两个子块；c)进行16轮迭代操作，每轮迭代中更新左右子块的值；d)对最后一轮迭代结果进行逆初始置换；e)返回加密后的密文。
3.探究不同密钥长度对DES加密效果的影响：初始化明文和密钥，调用`des_encrypt`函数进行加密，并输出加密结果；分别改变密钥长度为56位、64位、128位，再次进行加密操作，并输出加密结果；比较不同密钥长度下的加密结果，进行效果分析。
实验结果：使用DES加密算法对明文进行加密，得到相应的密文。
实验结论：1.DES加密算法可以对密文进行可靠保护，提高数据的安全性；2.较长的密钥长度有助于增强DES加密算法的安全性，但同时也会增加加密和解密的运算成本；3.在实际应用中，根据需求和实际情况，选择合适的密钥长度，平衡安全性和性能的需求。
DES实验报告范文
DES实验报告范文实验目的：了解DES算法的基本原理和加密过程；掌握DES算法的加密过程；了解DES算法的弱点并掌握略解决方法。
实验原理：DES（Data Encryption Standard）即数据加密标准，是一种对称加密算法。
它的基本原理是，通过将明文分组（64位）进行多次迭代，每次都经过相同的置换和替代操作，最终得到密文。
加密和解密都使用相同的过程和密钥。
实验步骤：1.密钥生成首先，用户需要选择一个64位的密钥，但该密钥只有56位是有效的，剩余8位用作奇偶校验位。
用户可以任意选择一个64位的二进制串，然后将满足奇偶校验的8位奇偶位加到末尾。
2.初始置换将64位的明文分成两个32位的部分，左边为L0，右边为R0。
进行一个固定的初始置换，将L0右边的32位和R0左边的32位合并，得到一个64位的二进制串。
3.子密钥生成通过对初始密钥进行置换等操作，生成16个子密钥（每个48位）。
每个子密钥与初始密钥无关。
4.迭代加密（16轮）迭代加密过程中，每次都涉及到对L和R的操作。
具体步骤如下：-对R进行扩展置换，扩展为48位，并将扩展后的结果与子密钥进行异或；-将异或结果分成8个6位的块，每个块对应一个S盒；-将S盒输出的结果经过置换P后与L异或，得到新的R；-将新的R赋值给R（R=R'）；-将旧的R赋值给L（L=R'）；-重复以上操作16轮。
5.逆初始置换将L16和R16按照逆初始置换的方式进行合并，得到一个64位的二进制串，即密文。
实验结果分析：经过实验，我们成功完成了DES算法的加密过程，并获得了加密后的密文。
通过解密过程，可以将密文重新转换为原始的明文。
实验总结：DES算法是一种较为经典的对称加密算法，由于其密钥长度较短，容易受到暴力破解的攻击。
为了提升安全性，可以对DES算法进行改进，如使用更长的密钥长度、增加迭代次数等。
此外，还可以使用其他更加先进的加密算法来替代DES算法，如AES算法等。
实验一 DES加密解密
实验一 DES加密解密实验目的1、理解对称加密算法的原理和特点。
2、理解DES和AES算法的加密原理。
实验原理DES是一种分组加密算法，所谓分组加密算法就是对一定大小的明文或密文来做加密或解密动作。
而在DES这个加密系统中，每次加密或解密的分组大小均为64位，所以DES没有密文扩充的问题。
对大于64位的明文只要按每64位一组进行切割，而对小于64位的明文只要在后面补“0”即可。
另一方面，DES所用的加密或解密密钥也是64位大小，但因其中有8个位是用来作奇偶校验的，所以64位中真正起密钥作用的只有56位，密钥过短也是DES最大的缺点。
DES加密与解密所用的算法除了子密钥的顺序不同外，其他部分完全相同。
核心代码#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#define ENCRYPT 1#define DECRYPT 0static void printHex( char *cmd, int len );static void printArray( const char *In, int len );static void F_func(bool In[32], const bool Ki[48]); // f函数static void S_func(bool Out[32], const bool In[48]); // S盒代替static void Transform(bool *Out, bool *In, const char *Table, int len); // 变换static void Xor(bool *InA, const bool *InB, int len); // 异或static void RotateL(bool *In, int len, int loop); // 循环左移static void ByteToBit(bool *Out, const char *In, int bits); // 字节组转换成位组static void BitToByte(char *Out, const bool *In, int bits); // 位组转换成字节组// 16位子密钥static bool SubKey[16][48];// 64位经过PC1转换为56位(PC-1)const static char PC1_Table[56] ={};// 左移const static char LOOP_Table[16] ={};// 排列选择 2 (PC-2)const static char PC2_Table[48] ={};// Ri_1（32位）经过变换E后膨胀为48位(E) void F_func static const char E_Table[48] ={};// 8个4比特合并为32比特的排列Pconst static char P_Table[32] ={};// 经过S盒S-boxesconst static char S_Box[8][4][16] ={};// 初始排列(IP)const static char IP_Table[64] ={};// L16与R16合并后经过IP_1的最终排列(IP**-1)const static char IPR_Table[64] ={};void Des_SetKey(const char Key[8]); //生成子密钥void Des_Run(char Out[8], char In[8], bool Type); //DES算法void main(int argc, char *argv[]){char key[12]={1,2,3,4,5,6,7,8};char str[12]="Hello";char str2[12];//printArray( PC2_Table, sizeof(PC2_Table)/sizeof(PC2_Table[0]) );printf("Before encrypting: ");puts(str);Des_SetKey(key);memset(str2, 0, sizeof(str2));Des_Run(str2, str, ENCRYPT);printf("After encrypting: ");printHex( str2, 8 );memset(str, 0, sizeof(str));printf("After decrypting: ");Des_Run(str, str2, DECRYPT);puts(str);}实验分析DES采用传统的换位和置换的方法进行加密，在56b密钥的控制下，将64b明文块变换为64b密文块，加密过程包括16轮的加密迭代，每轮都采用一种乘积密码方式（代替和移位）。
DES加密算法的简单实现实验报告
DES加密算法的简单实现实验报告苏州科技学院电子与信息工程学院实验报告实验一（实验）课程名称信息安全技术实验名称DES加密算法的简单实现实验报告一、实验室名称：电子学院213机房二、实验项目名称：DES加密算法的简单实现三、实验学时：2学时四、实验原理：DES的描述DES是一种分组加密算法，他以64位为分组对数据加密。
64位一组的明文从算法的一端输入，64位的密文从另一端输出。
DES是一个对称算法：加密和解密用的是同一个算法（除密钥编排不同以外）。
密钥的长度为56位(密钥通常表示为64位的数，但每个第8位都用作奇偶检验，可以忽略)。
密钥可以是任意的56位数，且可以在任意的时候改变。
DES算法的入口参数有3个：Key，Data，Mode。
其中Key为8个字节共64位，是DES算法的工作密钥；Data也为8个字节64位，是要被加密或解密的数据：Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密。
DES算法的工作过程：若Mode为加密，则用Key对数据Data进行加密，生成Data的密码形式（64位）作为DES的输出结果；若Mode为解密，则用Key 对密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式（64位）作为DES的输出结果。
DES算法详述DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块，他所使用的密钥也是64位，DES对64 位的明文分组进行操作。
通过一个初始置换，将明文分组分成左半部分和右半部分，各32位长。
然后进行16轮相同的运算，这些相同的运算被称为函数f，在运算过程中数据和密钥相结合。
经过16轮运算后左、右部分在一起经过一个置换（初始置换的逆置换），这样算法就完成了。
（1）初始置换其功能是把输入的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，即将输入的第58位换到第1位，第50位换到第2位，…，依次类推，最后一位是原来的第7位，L0，R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位，R0是右32位。
密码学实验三—DES算法的实现
实验三用DES实现对数据的加解密一、实验目的1. 用DES加密方法实现对明文的加密2．用DES解密加密后的密文二、实验内容1、给定八字节明文，输入8位密钥对明文加密2、用同一个密钥对加密的密文解密的到原来的明文三、实验原理实验步骤（包括流程图、功能模块）【实验原理】1、DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块，它所使用的密钥也是64位,其功能是把输入的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，其置换规则见下表：58,50,12,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,62,54,46,38,30,22,14,6,64,56,48,40,32,24,16,8,57,49,41,33,25,17, 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. 将输入的第58位换到第一位，第50位换到第2位，...，依此类推，最后一位是原来的第7位。
L0、R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位，R0 是右32位，例：设置换前的输入值为D1D2D3......D64，则经过初始置换后的结果为：L0=D550 (8)R0=D57D49 (7)经过26次迭代运算后。
得到L16、R16，将此作为输入，进行逆置换，即得到密文输出。
逆置换正好是初始置的逆运算，例如，第1位经过初始置换后，处于第40位，而通过逆置换，又将第40位换回到第1位，其逆置换规则如下表所示：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. DES算法的解密过程是一样的，区别仅仅在於第一次迭代时用子密钥K15，第二次K14、......，最后一次用K0，算法本身并没有变化。
DES加密实验报告
网络安全作业题目 des学号专业及班级姓名日期 2012.04.14 加密算法网络工程0902班一．des简介：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。
二． des算法过程：1． des的加密过程：第一阶段：初始置换ip。
在第一轮迭代之前，需要加密的64位明文首先通过初始置换ip的作用，对输入分组实施置换。
最后，按照置换顺序，des将64位的置换结果分为左右两部分，第1位到第32位记为l0，第33位到第64位记为r0。
第二阶段：16次迭代变换。
des采用了典型的feistel结构，是一个乘积结构的迭代密码算法。
其算法的核心是算法所规定的16次迭代变换。
des算法的16才迭代变换具有相同的结构，每一次迭代变换都以前一次迭代变换的结果和用户密钥扩展得到的子密钥ki 作为输入；每一次迭代变换只变换了一半数据，它们将输入数据的右半部分经过函数f 后将其输出，与输入数据的左半部分进行异或运算，并将得到的结果作为新的有半部分，原来的有半部分变成了新的左半部分。
用下面的规则来表示这一过程（假设第i次迭代所得到的结果为liri）: li = ri-1; ri = li-1⊕f(ri-1,ki);在最后一轮左与右半部分并未变换，而是直接将r16 l16并在一起作为未置换的输入。
第三阶段：逆（初始）置换。
他是初始置换ip的逆置换，记为ip-1。
在对16次迭代的结果（r16 l16）再使用逆置换ip-1后，得到的结果即可作为des加密的密文y输出，即y = ip-1 （r16 l16）。
2． des解密过程：des的解密算法与其加密算法使用的算法过程相同。
两者的不同之处在于解密时子密钥ki的使用顺序与加密时相反，如果子密钥为k1k2…k16,那么解密时子密钥的使用顺序为k16k15…k1,即使用des解密算法进行解密时，将以64位密文作为输入，第1 次迭代运算使用子密钥k16，第2次迭代运算使用子密钥k15，……，第16 次迭代使用子密钥k1，其它的运算与加密算法相同。
实验3_1：DES加密算法
实验三 DES加密一、项目编号：3二、实验课时：2 学时三、实验目的：掌握DES加密算法，加深对对称密码体制的了解，为深入学习密码学奠定基础。
四、实验环境Windows xp ； windows 7五、实验内容1.DES加密加密明文：abcdefgh密钥：abcdefgh把加密后的密文写成十六进制的表示形式。
六、操作步骤及要点例如：加密明文：whatever密钥：whatever（1）首先，把字母转换成数字编码，也就是ASCII码（十进制），再把十进制的ASCII编码，转换为8位的二进制(最高位补零)，例如：a的ASCII码是97，要转换为01100001。
a b c D e f g h i j k l m97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 n o p Q r s t u v w x y z 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 12226个小写英文字母与ASCII 码对照表w h a t e 01110111 01101000 01100001 01110100 01100101 v e r 01110110 01100101 01110010 因此M=“0111011101101000011000010111010001100101011101100110010101110010”（2）把明文全部写成二进制数后，开始分组，64位为一组。
（3）对每个分组，利用IP 置换表进行置换得到64位的M 0=IP(M)=L 0＋R 0 IP 置换表如下：71523313947556351321293745536131119273543515919172533414957816243240485664614223038465462412202836445260210182634425058说明；初始置换:将明文的第58位换到第1位；第50位换到第2位；第42位换到第3位；第1位换到第40位 利用IP 表置换后得到M 0=“1111111110101001011110010101010100000000111111110000001010100001”L 0=“11111111101010010111100101010101”R 0=“00000000111111110000001010100001” （4）开始一轮运算。
DES加密算法实验报告
苏州科技学院学生姓名：杨刘涛学号：17指导教师：陶滔刘学书14实验地点：计算机学院大楼东309实验时间：2015-04-20实验室名称：软件实验室、实验项目名称：DES加解密算法实现三、实验学时： 4 学时四、实验原理：DES算法由加密、子密钥和解密的生成三部分组成。
现将DES算法介绍如下。
1．加密DES算法处理的数据对象是一组64比特的明文串。
设该明文串为m=m1m2m64 （mi=O或1）。
明文串经过64比特的密钥K来加密，最后生成长度为64比特的密文E。
其加密过程图示如下：图2-1 : DES算法加密过程对DES算法加密过程图示的说明如下：待加密的64比特明文串m经过IP置换（初始置换）后，得到的比特串的下标列表如下：表2-1 :得到的比特串的下标列表该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。
R0子密钥K1（子密钥的 生成将在后面讲）经过变换f （R0,K1） （f 变换将在下面讲）输出32位的比特串 f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。
运算规则为：fl 与L0做不进位的二进制加法运算后的结果赋给 R1, R0则原封不动的赋 给L1。
L1与R0又做与以上完全相同的运算，生成 L2, R2••… 一共经过16次 运算。
最后生成R16和L16。
其中R16为L15与f （R15,K16）做不进位二进制加法 运算的结果，L16是R15的直接赋值。
R16与L16合并成64位的比特串。
值得注意的是R16一定要排在L16前面。
R16与L16合并后成的比特串，经过置换IP-1 （终结置换）后所得比特串的下标列表如下：表2-2 :置换后所得比特串的下标列表经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e变换 f(Ri-1,Ki):它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。
其过程如图2-2所示:图2-2 :将32比特的输入再转化为32比特的输出f 变换说明：输入Ri-1（32比特）经过变换E （扩展置换E）后，膨胀为48比特。
DES报告
信息安全实验报告报告1 对称密码算法DES王雨骄08211688实验报告1 对称密码算法DES一、实验目的通过用DES算法对实际的数据进行加密和解密来深刻了解DES的运行原理。
二、实验原理DES属于分组加密算法，即在明文加密和密文解密过程中，信息都是按照固定长度分组后进行处理的。
混淆和扩散是它采用的两个最重要的安全特性。
混淆是指通过密码算法使明文和密文以及密钥的关系非常复杂，无法从数学上描述或者同级。
扩散室值明文和密钥中每一位信息的变动会影响到糯米问中血多为信息的变动，从而隐藏统计上的特性，增加密码的安全。
DES算法将明文分成64为大小的众多数据块，及分组长度为64位。
用56为密钥对明文加密，形成64为密文。
加密过程为限将输入的数据进行初始换为（IP），将按置换表变换的数据评分为左右两部分。
左边为L0，右边为R0，对R0进行由密钥生成的第一轮子密钥控制下的变换f，记为f(R0,K1),再与L0逐位异或，结果记为R1，R0作为下一轮的L1。
如此循环16轮，最后得到L16，R16，并进行逆初始变换（IP－1）,可得到加密数据。
解密过程与此类似，但子密钥的使用顺序与加密相反。
、DES的三个基本函数为：初始置换、f函数、逆初始置换函数。
初始置换和逆初始置换按照IP表及IP-1进行，所用是将输入的64为数据打乱顺序和恢复顺序。
F函数：f函数是多个置换函数和替代函数的组合函数，它将32位比特的输入变换为32位的输出。
R i经过扩展运算E变换为扩展为48的E（R i），与K i+1进行欲火运算后输出的结果分成8组，每组6比特的并联B，B=B1B2B3B4B5B6B7B8,在经过8个S盒的选择压缩运算转换为4为，8个4位合并为32位后在经过P变换输出为32位f(R i,K i+1)。
DES的另一个重要的功能模块是子密钥的生成。
输入的初始密钥值为64位，但DES算法规定，其中第8、16、……、64位是奇偶校验位，不参与DES运算。
DES加密算法实验报告
DES加密算法实验报告DES( Data Encryption Standard)算法是一种对称加密算法，是现代密码学的基础。
DES算法将64位明文数据分为两个32位的部分，将两部分通过一系列复杂的运算和替换操作，最终输出64位的密文。
DES算法的加密过程主要包括初始置换、16轮Feistel网络、逆初始置换等步骤。
首先是初始置换，将明文数据进行位重排列，使得加密的效果更加均匀。
然后是16轮Feistel网络的操作，每一轮都包括密钥的生成和密钥的运算。
密钥的生成过程是将64位的密钥进行重排列和选择运算，生成每一轮所需要的子密钥。
密钥的运算过程是将子密钥与32位明文数据进行异或操作，然后再通过一系列的替换和置换运算，得到新的32位数据。
最后是逆初始置换，将加密后的数据进行反向重排列，得到最终的64位密文数据。
实验中，对于给定的明文和密钥，我们首先需要将明文和密钥转换成二进制形式。
然后根据初始置换表和选择运算表，将明文和密钥进行重排列。
接下来进入16轮Feistel网络的循环中，每一轮都按照密钥的生成和运算过程进行操作。
最后通过逆初始置换表，将加密后的数据进行反向重排列，得到最终的密文。
DES算法的优点是运算速度较快，加密强度较高，安全可靠，广泛应用于网络通信和数据保密领域。
但DES算法也存在一些缺点，主要是密钥长度较短，为56位，容易受到暴力破解攻击；DES算法的设计和实现已经有一定历史了，现在已经有更安全和更高效的算法可供选择。
在实验中，我使用Python语言编写了DES算法的加密程序，在给定的明文和密钥下进行了测试。
实验结果表明，DES算法可以成功加密数据，并且在解密过程中能够准确还原原始数据。
总结来说，DES加密算法是一种经典的对称加密算法，通过初始置换、Feistel网络和逆初始置换等步骤，可以将明文数据加密成密文数据。
DES算法在保证加密强度和运算速度的同时，也有一些缺点需要注意。
因此，在实际应用中需要根据具体的需求和安全要求选择合适的加密算法。
DES分组加密实验报告详解
DES分组密码实验报告一、DES算法的实现1．DES简介DES算法工作：如Mode为加密，则用Key 去把数据Data进行加密，生成Data的密码形式（64位）作为DES的输出结果；如Mode为解密，则用Key去把密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式（64位）作为DES的输出结果。
在通信网络的两端，双方约定一致的Key，在通信的源点用Key对核心数据进行DES加密，然后以密码形式在公共通信网（如电话网）中传输到通信网络的终点，数据到达目的地后，用同样的Key对密码数据进行解密，便再现了明码形式的核心数据。
这样，便保证了核心数据（如PIN、MAC等）在公共通信网中传输的安全性和可靠性。
2. DES算法详述（1）DES加密标准DES是对二元数字分组加密的分组密码算法，分组长度为64比特。
每64位明文加密成64位密文，没有数据压缩和扩展，密钥长度为56比特，若输入64比特，则第8，16，24，32，40，48，56，64为奇偶校验位，所以，实际密钥只有56位。
DES算法完全公开，其保密性完全依赖密钥。
DES的加密过程可表示为：DES(m)= IP-1T16·T15…T2·T1·IP（m）.右图面是完全16轮DES算法框图：图1 完全16轮DES算法1 初始置换IP初始置换是将输入的64位明文分为8个数组，每一组包括8位，按1至64编号。
IP的置换规则如下表：2 IP-1是IP的逆置换由于第1位经过初始置换后，已处于第40位。
逆置换就是再将第40位换回到第1位。
逆置换规则如下表所示：初始置换IP及其逆置换IP-1并没有密码学意义，因为置换前后的一一对应关系是已知的。
它们的作用在于打乱原来输入明文的ASCⅡ码字划分的关系，并将原来明文的第m8，m16，m24，m32，m40，m48，m56，m64位（校验位）变成IP的输出的一个字节。
3. DES算法的迭代过程图中Li-1和Ri-1分别是第i-1次迭代结果的左右两部分，各32比特。
现代密码学——DES算法(实验报告)
课程名称现代密码学实验实验项目名称 DES算法【实验目的】1.理解对称加密算法的原理和特点。
2.理解DES算法的加密原理。
【实验环境】1.实验人数：每组2人2.系统环境：Windows3.网络环境：交换网络结构4.实验工具：VC++6.0、密码工具【实验原理】一．对称密钥加密机制对称密钥加密机制即对称密码体系，也称为单钥密码体系和传统密码体系。
对称密码体系通常分为两大类，一类是分组密码（如DES、AES算法），另一类是序列密码（如RC4算法）。
对称密码体系加密和解密时所用的密钥是相同的或者是类似的，即由加密密钥可以很容易地推导出解密密钥，反之亦然。
同时在一个密码系统中，我们不能假定加密算法和解密算法是保密的，因此密钥必须保密。
发送信息的通道往往是不可靠的或者不安全的，所以在对称密码系统中，必须用不同于发送信息的另外一个安全信道来发送密钥。
图1描述了对称密码(传统密码)系统原理框架，其中M表示明文；C表示密文；E表示加密算法；D表示解密算法；K表示密钥；I表示密码分析员进行密码分析时掌握的相关信息；B表示密码分析员对明文M的分析和猜测。
图1 传统密码系统原理框架图对称密码体系的优点：●加密效率高，硬件实现可达每秒数百兆字节（软件实现略慢一些）。
●密钥相对比较短。
●可以用来构造各种密码机制。
●可以用来建造安全性更强的密码。
对称密码体系的缺点：●通信双方都要保持密钥的秘密性。
●在大型网络中，每个人需持有许多密钥。
●为了安全，需要经常更换密钥。
二．DES加密算法简介1973年5月15日，美国国家标准局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开发的，是对早期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，而且声明对此算法征求意见。
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。
密码学实验报告-DES
密码学应用与实践课程实验报告实验1：实现DES密码体制2)子密钥的生成64比特的密钥生成16个48比特的子密钥。
其生成过程见图：3)解密DES的解密过程和DES的加密过程完全类似，只不过将16圈的子密钥序列K1，K2……K16的顺序倒过来。
即第一圈用第16个子密钥K16，第二圈用K15，其余类推。
第一圈：加密后的结果L=R15, R=L15⊕f(R15,K16)⊕f(R15,K16)=L15同理R15=L14⊕f(R14,K15), L15=R14。
同理类推：得 L=R0, R=L0。
3.密钥生成（1）取得密钥从用户处取得一个64位(本文如未特指，均指二进制位))长的密码key ,去除64位密码中作为奇偶校验位的第8、16、24、32、40、48、56、64位,剩下的56位作为有效输入密钥.（2）等分密钥（3）密钥移位DES算法的密钥是经过16次迭代得到一组密钥的,把在1.1.2步中生成的A,B视为迭代的起始密钥. 比如在第1次迭代时密钥循环左移1位,第3次迭代时密钥循环左移2位. 第9次迭代时密钥循环左移1位,第14次迭代时密钥循环左移2位.第一次迭代:A(1) = ǿ(1) AB(1) = ǿ(1) B第i次迭代:A(i) = ǿ(i) A(i-1)B(i) = ǿ(i) B(i-1)（4）密钥的选取在（3）步中第i次迭代生成的两个28位长的密钥为把合并按照表4所示k的第一位为56位密钥的第14位，k的第2位为56位密钥的第17位，...，依此类推，k的最后一位最后一位是56位密钥的第32位。
生成与进行第i次迭代加密的数据进行按位异或的48位使用密钥:（5）迭代DES算法密钥生成需要进行16次迭代,在完成16次迭代前,循环执行（3）（4）步.最终形成16套加密密钥:key[0] , key[1] , key[2] ,…. key[14] , key[15] .（1）取得数据把明文数据分成64位的数据块，不够64位的数据块以适当的方式补足。
杭电密码学DES密码实验介绍
课程实验报告课程密码学实验学院通信工程学院专业信息安全班级14083611学号********学生姓名刘博实验名称DES密码实验授课教师胡丽琴DES密码实验一、实验要求：1、了解分组密码的起源与涵义。
2、掌握DES密码的加解密原理。
3、用Visual C++实现DES密码程序并输出结果。
二、实验内容：1、1949年，Shannon发表了《保密系统的通信理论》，奠定了现代密码学的基础。
他还指出混淆和扩散是设计密码体制的两种基本方法。
扩散指的是让明文中的每一位影响密文中的许多位，混淆指的是将密文与密钥之间的统计关系变得尽可能复杂。
而分组密码的设计基础正是扩散和混淆。
在分组密码中，明文序列被分成长度为n的元组，每组分别在密钥的控制下经过一系列复杂的变换，生成长度也是n的密文元组，再通过一定的方式连接成密文序列。
2、DES是美国联邦信息处理标准(FIPS)于1977年公开的分组密码算法，它的设计基于Feistel对称网络以及精心设计的S盒，在提出前已经进行了大量的密码分析，足以保证在当时计算条件下的安全性。
不过，随着计算能力的飞速发展，现如今DES已经能用密钥穷举方式破解。
虽然现在主流的分组密码是AES，但DES的设计原理仍有重要参考价值。
在本实验中，为简便起见，就限定DES 密码的明文、密文、密钥均为64bit，具体描述如下：明文m是64bit序列。
初始密钥K是64 bit序列(含8个奇偶校验bit)。
子密钥K1, K2…K16均是48 bit序列。
轮变换函数f(A,J)：输入A(32 bit序列), J(48 bit序列)，输出32 bit序列。
密文c是64 bit序列。
1)子密钥生成：输入初始密钥，生成16轮子密钥K1, K2 (16)初始密钥(64bit)经过置换PC-1，去掉了8个奇偶校验位，留下56 bit，接着分成两个28 bit的分组C0与D0，再分别经过一个循环左移函数LS1，得到C1与D1，连成56 bit数据，然后经过置换PC-2，输出子密钥K1，以此类推产生K2至K16。
实验1_DES密码算法实现与测试
网络攻击与防御实验1 DES密码算法实现与测试一、实验目的与意义1.了解密码学的起源以及分类等知识2.知道数据加密技术的种类以及方法3.掌握对称加密知识4.研究DES算法，学习并论证了DES加密过程,知道DES加密的具体操作/view/80affdc49ec3d5bbfd0a74a9.html二、实验环境WindowsXP-SP2Microsoft visualc++6.0三、实验原理DES算法通信双方通信前共同拟定一个密钥，不对第三方公开，并且消息发送前都通过该密钥加密，到达后也通过该密钥解密。
该算法利用一个56+8奇偶校验位(第8,16,24,32,40,48,56,64位)=64位的密钥对以64位为单位的块数据进行加解密操作。
具体实现过程是将DES的数据分组长度为64位，输入的是64位的明文，在64位密钥的控制下产生64位的密文；反之输入64位的密文，输出64位的明文。
64位的密钥中含有8个位的奇偶校验位，所以实际有效密钥长度为56位。
明文数据经过初始置换IP、16圈迭代的乘积变换、逆初始置换IP-1以及16个子密钥产生器后得到密文数据。
在初始置换IP时，将64位明文的位置进行置换，得到一个乱序的64位明文组，而后分成左右两段，每段32位，用L0和R0表示。
DES的加密函数f对32位的段操作：首先将这32位的段选择扩展运算成48位的段；其次将这48位的段和子密钥产生器输出的48位的密钥进行组合并将组合结果作为8个不同S-盒的输入。
每个S-盒的输入是6位，输出是4位；然后将S-盒的32位做置换作为加密函数f的输出。
经过16圈迭代，最终产生64位密文。
四、实验的步骤与调试方法DES设计思路以及解决问题的方法共七步1.输入64个二进制位明码文数据保存为8*8的二维数组2.分成左右两个大小相等的部分，每部分为一个32位二进制的数据块3.首先按照一定规则对密钥进行压缩置换，得到48位子密钥4.S盒置换5.P盒置换6.用替代法和换位法和换位法对上一次迭代的输出进行加密变换7.置换得到最终密文五、实验数据与实验结果请给出至少3组数据的加解密结果。
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课程实验报告课程密码学实验学院通信工程学院专业信息安全班级14083611学号********学生姓名刘博实验名称DES密码实验授课教师胡丽琴DES密码实验一、实验要求：1、了解分组密码的起源与涵义。
2、掌握DES密码的加解密原理。
3、用Visual C++实现DES密码程序并输出结果。
二、实验内容：1、1949年，Shannon发表了《保密系统的通信理论》，奠定了现代密码学的基础。
他还指出混淆和扩散是设计密码体制的两种基本方法。
扩散指的是让明文中的每一位影响密文中的许多位，混淆指的是将密文与密钥之间的统计关系变得尽可能复杂。
而分组密码的设计基础正是扩散和混淆。
在分组密码中，明文序列被分成长度为n的元组，每组分别在密钥的控制下经过一系列复杂的变换，生成长度也是n的密文元组，再通过一定的方式连接成密文序列。
2、DES是美国联邦信息处理标准(FIPS)于1977年公开的分组密码算法，它的设计基于Feistel对称网络以及精心设计的S盒，在提出前已经进行了大量的密码分析，足以保证在当时计算条件下的安全性。
不过，随着计算能力的飞速发展，现如今DES已经能用密钥穷举方式破解。
虽然现在主流的分组密码是AES，但DES的设计原理仍有重要参考价值。
在本实验中，为简便起见，就限定DES 密码的明文、密文、密钥均为64bit，具体描述如下：明文m是64bit序列。
初始密钥K是64 bit序列(含8个奇偶校验bit)。
子密钥K1, K2…K16均是48 bit序列。
轮变换函数f(A,J)：输入A(32 bit序列), J(48 bit序列)，输出32 bit序列。
密文c是64 bit序列。
1)子密钥生成：输入初始密钥，生成16轮子密钥K1, K2 (16)初始密钥(64bit)经过置换PC-1，去掉了8个奇偶校验位，留下56 bit，接着分成两个28 bit的分组C0与D0，再分别经过一个循环左移函数LS1，得到C1与D1，连成56 bit数据，然后经过置换PC-2，输出子密钥K1，以此类推产生K2至K16。
注意：置换PC-1、PC-2会在下文中会具体给出； 函数LS i 为向左循环移动1个位置(i=1,2,9,16)2个位置(i=3,4,5,6,7,8,10,11,12,13,14,15)。
详见下图：2) 轮变换函数f ：f 是DES 加解密中每一轮的核心运算，输入A(32 bit), J(48 bit)，输出32 bit 。
将A 做一个扩展运算E ，变成48 bit ，记为E(A)。
计算B=E(A)⊕J ，将B 分为8组B 1…B 8，每组B i 为6 bit ，通过相应的S 盒S i ，输出C i 为4 bit ，将所有C i 连成C(32 bit)，再通过置换P ，得到最后的输出f(A,J)，为32 bit 。
在加密或解密的第i 轮，A = R i-1，J = K i 。
注意：每个S 盒S i 是4×16的矩阵，输入b 0b 1b 2b 3b 4b 5 (6 bit)，令L 是b 0b 5对应的十进制数，n 是b 1b 2b 3b 4对应的十进制数，输出矩阵中第L 行n 列所对应数的二进制表示。
详见下图：3) 加/解密：DES 的加密和解密几乎一样，不同之处在于加密时输入是明文，子密钥使 用顺序为K 1K 2…K 16；解密时输入是密文，子密钥使用顺序为K 16K 15…K 1。
以加密为例，输入明文分组64 bit ，先进行一次初始置换IP ，对置换后的数据X 0分成左右两半L 0与R 0，根据第一个子密钥K 1对R 0实行轮变换f(R 0, K 1)，将结果与L 0作逐位异或运算，得到的结果成为下一轮的R 1，R 0则成为下一轮的L 1。
如此循环16次，最后得到L 16与R 16。
可用下列公式简洁地表示：1621,),(111,,,i R L K R f L R i i i i i i ==⊕=---最后对64 bit 数据R 16, L 16实行IP 的逆置换IP -1，即得密文分组。
注意：第16轮变换后并未交换L 16与R 16，而直接将R 16, L 16作为IP -1的输入。
详见下图：3、使用Visual C++编写程序，实现DES密码及输出界面，主要步骤：1)新建一个空项目，取名des。
2)在左边的解决方案资源管理器中添加cpp文件，取名为des.cpp。
3)在des.cpp中先写入#include<iostream>using namespace std;static bool SubKey[16][48]; //定义子密钥，使得所有函数都能调用static const unsigned char IP_Table[64] = { //定义IP置换表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};static const unsigned char IPInv_Table[64] = { //定义IP逆置换表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};static const unsigned char E_Table[48] = { //定义E扩展表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};static const unsigned char P_Table[32] = { //定义P置换表16,7,20,21,29,12,28,17,1,15,23,26,5,18,31,10,2,8,24,14,32,27,3,9,19,13,30,6,22,11,4,25};static const unsigned char PC1_Table[56] = { //定义PC1置换表57,49,41,33,25,17,9,1,58,50,42,34,26,18,10,2,59,51,43,35,27,19,11,3,60,52,44,36,63,55,47,39,31,23,15,7,62,54,46,38,30,22,14,6,61,53,45,37,29,21,13,5,28,20,12,4};static const unsigned char PC2_Table[48] = { //定义PC2置换表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};static const unsigned char LS_Table[16] = { //定义左移位数表1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1};static unsigned char S_Box[8][4][16] = { //S盒//S114,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13,//S215,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9,//S310,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12,//S47,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14,//S52,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3,//S612,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,//S74,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,//S813,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11};4) 编写各个模块函数，例如：void ByteToBit(bool* Out, const unsigned char* In, int bits);//将字符数组In转化为bool数组Out，bits控制转换bit数void HalfByteToBit(bool* Out, const unsigned char* In, int bits);//将半字符数组In(4 bit)转化为bool数组Outvoid BitToByte(unsigned char* Out, const bool* In, int bits);//将bool数组In转化为字符数组Outvoid Transform(bool* Out, bool* In, const unsigned char* Table, int len);//利用置换表Table将bool数组In转换成长度为len的bool数组Out void RotateL(bool* In, int len, int loop);//对长度为len的bool数组In循环左移loop位void Des_SetSubKey(unsigned char Key[8]);//利用初始密钥Key生成16轮子密钥SubKey，注意前文已定义static bool SubKey[16][48];void Xor(bool* InA, bool* InB, int len);//将bool数组InB与InA逐位做异或，结果存入InAvoid S_Func(bool Out[32], bool In[48]);//利用S盒S_Box将bool数组In转换为bool数组Out void F_Func(bool In[32], bool Ki[48]);//利用子密钥Ki对bool数组In做轮变换函数，结果仍存入In void Des_Run(unsigned char Out[8], unsigned char In[8], bool flag);//Des加解密：输入字符数组In，输出字符数组Out，flag=1时代表加密，flag=0时代表解密。