DES算法构造Hash函数MDC-2(2机时)
DES算法的介绍和实现
DES算法的介绍和实现(上)作者:西安吴真下载本文配套源代码(DES算法文件加密工具)请到本站下载中心-》高级编程一.DES算法介绍DES(Data Encryption Standard)算法，于1977年得到美国政府的正式许可，是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。
虽然56位密钥的DES算法已经风光不在,而且常有用Des加密的明文被破译的报道,但是了解一下昔日美国的标准加密算法总是有益的,而且目前DES算法得到了广泛的应用,在某些场合,她仍然发挥着余热^_^.1.1密钥生成1.1.1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.1.1.2等分密钥表1.5749413325179158504234261810259514335271911360504436表2.6555473931231576254463830221466153453729211352820124把在1.1.1步中生成的56位输入密钥分成均等的A,B两部分,每部分为28位,参照表1和表2把输入密钥的位值填入相应的位置.按照表1所示A的第一位为输入的64位密钥的第57位，A的第2位为64位密钥的第49位，...，依此类推，A的最后一位最后一位是64位密钥的第36位。
1.1.3密钥移位表3.i12345678ǿ11222222i910111213141516ǿ12222221DES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,表3显示在第i次迭代时密钥循环左移的位数.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)1.1.4密钥的选取表4.1417112415328156211023191242681672720132415231374755304051453348444939563453464250362932在1.1.3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。
DES算法
DES算法原理—密码函数F
S盒 [8][4][16]
int[][][] S= //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}}};
DES算法的原理与实现
实验项目与实验报告（ 2 ）学科：信息与网络安全 学号： 姓名： 时间： 月 日实验名称：DES算法的原理与实现实验目的：1.熟悉DES算法的实现程序和具体应用，加深对DES算法的了解。
实验内容：（写出实验内容要点或相关理论准备、实验估计）一、DES算法的简介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，是1972年美国BM公司研制的对称密码体制加密算法。
明文按64位进行分组，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位的密钥按位代替或交换的方法形成密文组的加密方法。
1、基本原理其入口参数有三个：key、data、mode。
Key为加密解密使用的密钥，data为加密解密的数据，mode为其工作模式。
当模式为加密模式时，明文按照64为进行分组，形成明文组，key用于对数据加密，当模式为解密模式时，key用于对数据解密。
实际运用中，密钥只用到了64位中的56位，这样才具有高的安全性。
2、DES特点DES算法具有极高安全性，到目前为止，除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外，还没有发现更有效的办法。
而56位长的密钥的穷举空间为256，这意味着如果一台计算机的速度是每一秒钟检测一百万个密钥，则它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间，可见，这是难以实现的。
然而，这并不等于说DES是不可破解的。
而实际上，随着硬件技术和Intemet的发展，其破解的可能性越来越大，而且，所需要的时间越来越少。
为了克服DES密钥空间小的缺陷，人们又提出了三重DES的变形方式。
3、主要流程DES算法把64为的明文输入块变为64位的密文输入块，它所使用的密钥也是64位，整个算法的主要流程图如下：（1）置换规则表其功能是把输入的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：58,50,42,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,62,54,46,38,30,22,14,6,64,56,48,40,32,24,16,8,57,49,41,33,25,17,9,1,59,51,43,35,27,19,11,3,61,53,45,37,29,21,13,5,63,55,47,39,31,23,15,7,即将输入的第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。
对称加密算法之DES介绍
对称加密算法之DES介绍DES(Data Encryption Standard)是分组对称密码算法。
DES采用了64位的分组长度和56位的密钥长度，它将64位的输入经过一系列变换得到64位的输出。
解密则使用了相同的步骤和相同的密钥。
DES的密钥长度为64位，由于第n*8(n=1,2,…8)是校验位，因此实际参与加密的长度为56位，密钥空间含有2^56个密钥。
DES算法利用多次组合替代算法和换位算法，分散和错乱的相互作用，把明文编制成密码强度很高的密文，它的加密和解密用的是同一算法。
DES算法，是一种乘积密码，其在算法结构上主要采用了置换、代替、模二相加等函数，通过轮函数迭代的方式来进行计算和工作。
DES算法也会使用到数据置换技术，主要有初始置换IP和逆初始置换IP^-1两种类型。
DES算法使用置换运算的目的是将原始明文的所有格式及所有数据全部打乱重排。
而在轮加密函数中，即将数据全部打乱重排，同时在数据格式方面，将原有的32位数据格式，扩展成为48位数据格式，目的是为了满足S盒组对数据长度和数据格式规范的要求。
一组数据信息经过一系列的非线性变换以后，很难从中推导出其计算的过程和使用的非线性组合；但是如果这组数据信息使用的是线性变换，计算就容易的多。
在DES算法中，属于非线性变换的计算过程只有S盒，其余的数据计算和变换都是属于线性变换，所以DES算法安全的关键在于S盒的安全强度。
此外，S盒和置换IP相互配合，形成了很强的抗差分攻击和抗线性攻击能力，其中抗差分攻击能力更强一些。
DES算法是一种分组加密机制，将明文分成N个组，然后对各个组进行加密，形成各自的密文，最后把所有的分组密文进行合并，形成最终的密文。
DES加密是对每个分组进行加密，所以输入的参数为分组明文和密钥，明文分组需要置换和迭代，密钥也需要置换和循环移位。
在初始置换IP中，根据一张8*8的置换表，将64位的明文打乱、打杂，从而提高加密的强度；再经过16次的迭代运算，在这些迭代运算中，要运用到子密钥；每组形成的初始密文，再次经过初始逆置换IP^-1，它是初始置换的逆运算，最后得到分组的最终密文。
Des加解密算法详解
DES加解密算法入口参数有三个:key、data、mode。
key为加密解密使用的密钥，data为加密解密的数据，mode为其工作模式。
当模式为加密模式时，明文按照64位进行分组，形成明文组，key用于对数据加密，当模式为解密模式时，key用于对数据解密。
实际运用中，密钥只用到了64位中的56位，这样才具有高的安全性。
DES( Data Encryption Standard)算法，于1977年得到美国政府的正式许可，是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。
虽然56位密钥的DES算法已经风光不在,而且常有用Des加密的明文被破译的报道,但是了解一下昔日美国的标准加密算法总是有益的,而且目前DES算法得到了广泛的应用,在某些场合,仍然发挥着余热。
DES (Data Encryption Standard)，是IBM在上个世纪70年代开发的单密钥对称加解密算法。
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。
1、子密钥的生成过程：用户输入密码时其长度不受限制,当用户输入的密码长度为0时,使用缺省64位密码，当输入的密码长度大于8字节时,前8个字节为有效密码。
我们在加密时设定的密钥先被转化成64比特的二进制，然后再按照密钥置换函数PC-1(8x7)进行压缩置换，变成56位，将其置换的输出再分为前28位C0和后28位D0两部分。
然后再将此两部分进行16轮的循环左移及压缩置换PC-2(8X6)，最后生成16个48位的字密钥。
1.1 压缩置换到56位假设有密钥K(64位) = 133457799BBCDFF1，即：K(64位) = 00010011 00110100 01010111 0111100110011011 10111100 11011111 11110001其中加粗标注第8位、第16位、第24位、第32位、第40位、第48位、第56位、第64位作为奇偶校验位，不参与运算，即实际密钥为56位。
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。
第二章DES加密算法的描述
第二章DES加密算法的描述2．1 DES算法的来历在20世纪60年代末IBM设计了一个由Horst Feistel领导的计算机密码编码学方面的研究项目，这个任务在1971年结束时研制出了一种称为LUCIFER[FEI S73]算法，这个算法卖给了伦敦的劳埃德保险公司，用于一个也是由IBM所研发的现金分配系统。
1973年美国标准局NBS（National Bureau of Standards）征求国家密码标准方案，IBM就提交了其Tuchman-Meyer项目的结果。
这是当时提出的最好的方法。
因而在1977年被选为数据加密标准。
这就是著名的DES加密算法。
以下关于DES加密算法原理，参见文献[1-6]2.2加密过程DES的总体方案如图2.1所示。
与其他任何一种加密方案一样,加密函数有两个输入:待加密的明文和密钥。
.在这里,明文的长度必须为64bit,而密钥的长度为56bit。
64bit 明文56bit 密钥图2.1DES加密算法的一般描述Fig 2.1 The DES encrypts the general description of the calculate way观察这张图的左边部分,可以看到明文的处理经过了三个阶段。
首先,64bit的明文经过一个初始置换IP[表2.1 (a)]后,比特重排产生了经过置换的输入。
.接下来的一个阶段是由对同一个函数进行16次循环组成的,这个函数本身既包含有置换又包含有替代函数。
最后一个循环(第16个)的输出由64bit组成,它是输入明文和密钥的函数,这个输出的左边和右边两个部分经过交换后就得到预输出。
最后,预输出通过一个逆初始置换（IP-1 ）[表2.1 (b)] 就生成了64bit的密文,这个置换是初始置换的逆置换。
除了出始和最终置换以外,DES具有严格的Feidtel密码结构。
图二的右半部分给出了56bit密钥的使用方式.密钥首先通过一个置换函数,接着对于16个循环的每一个,都通过一个循环左移操作和一个置换操作的组合产生出一个子密钥K i。
DES算法xx
DES算法及其实现美国国家标准局(NBS)于1997年公布了一个由IBM公司研制的一种加密算法，并且确定为非机要部门使用的数据加密标准，简称DES(Data Encrypton Standard)。
自公布之日起，DES算法作为国际上商用保密通信和计算机通信的最常用算法，一直活跃在国际保密通信的舞台上，扮演了十分突出的角色。
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。
一．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=m1m2…m64 (mi=0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：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：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：f1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：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。
其过程如图所示：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。
膨胀后的比特串的下标列表如下：膨胀后的比特串分为8组，每组6比特。
DES加密算法
DES 加密算法DES 全称Data Encryption Standard,即数据加密标准，是一种使用秘钥加密的分组加密算法。
DES 加密算法的入口参数有三个Key 、Data 、Mode 。
其中key 为7个字节共56位，是DES 算法工作的秘钥；Data 为8个字节64位，是被加密或解密的数据的一个分组；Mode 是DES 的工作方式，有两种：加密或解密。
DES 是一个十六轮的Feistel 型密码（1），它的分组长度为64比特（当明文的长度不为64的整数倍时需要做填充，但可能会引起数据扩展（2）），用一个56比特的秘钥来加密一个64比特明文串，获得一个64比特的密文串。
DES 的加密过程可以分为三个部分：初始置换IP ，十六轮的迭代函数，最后的逆置换1-IP 。
其中十六轮的迭代函数是核心；置换IP 及逆置换1-IP 仅仅打乱原文（明文或未完全加密的密文）的坐标顺序，不具有密码学意义。
DES 的加密过程1、对64位分组明文进行初始置换IP 。
将置换后的明文记为000X R L = ，其中0L 表示置换后64位的左侧32位，0R 表示右侧32位。
2、计算16轮的迭代函数。
我们可以根据公式 1i R L -=i()i i i i K L f L ,R 11--⊕=来计算第i 轮的i i R L ，其中⊕表示按位做异或运算，f 是一个函数，i K 是第i 轮的秘钥（i=1,2…16）。
3、对得到的密文做逆置换1-IP 记y=()16161-R L IP 。
步骤2中函数f的定义函数f的示意图（示意图画的很奇怪，找到合适的工具，重新画。
）函数f的具体实施步骤：迭代过程中每一轮的输入是上一轮的输出。
E是一个扩充置换，将32位的A扩充为48位（3）。
在每一轮迭代中A是该轮输入的右侧32位。
J是48位的子秘钥，由子秘钥生成函数生成（见后面内容），每一轮的子秘钥均不相同。
A 经过扩充置换后的E(A)与子秘钥J 经过异或得到8个S 盒（4）B 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 8的输入，每一个S 盒将六位的输入转换为四位输出。
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-AES-SHA算法详解(个人详细总结)资料
11 12 31 39
24 4 37 55 53
3 16 30 46
28 7 40 42
15 27 51 50
6 20 45 36
21 13 33 29
10 2 48 32
11101100 00011011 10110100 10001110
10011001 1011 01011000 0110
57 49 41 33 25 17 10 2
9
1 7
58 50 42 34 26 18 3 60 52 44 36 62 54 46 38 30 22
59 51 43 35 27 19 11
63 55 47 39 31 23 15
14
6
61 53 45 37 29 21 13
5
28 20 12
4
k= 01110000 01110010 01101111 01100111 01110010 01100001 01101101 PC-1 11101100 10011001 0 0 0 11 0 11 C0 1 0 11 10110100 01011000 1 0 0 0 111 0 D0 0 11 0
据加密标准汇聚了强安全性、高性能、高效率、易用和 灵活等优点。
AES设计有三个密钥长度:128,192,256位，相对而言，AES的128密钥比DES的 56密钥强1021倍[2]。AES算法主要包括三个方面：轮变化、圈数和密钥扩展。
2.2 AES 加密算法
1. Cipher
Round = ？
Agenda
1. 2. 3. 4. DES algorithm AES algorithm DES/AES work-modes SHA algorithm
DES算法说明
DES算法逐步指南如何实现数据加密标准（DES）逐步指南1.2版本美国政府1977年采用的数据加密标准（DES）算法，通过交换和代替，使用56位密钥加密64位数据块，它由FIPS PUB 46正式描述。
DES算法被包括政府和私人项目在内的许多应用程序程序使用。
这份指南简明而紧凑，目的是为使新接触DES的人能够不必通过程序跟踪或者艰难地阅读C语言源代码就可以自己实现它而提供必要的信息。
我欢迎任何意见。
电子信箱mfischer@。
下面是如何一步一步的实现处理密钥1.1从用户处获取一个64为的密钥。
（每个8的倍数的位被认为是奇偶校验位。
对于一个有正确奇偶校验的密钥，每个字节都应该含有奇数个 1）1.2计算密钥表1.2.1在64位密钥上完成如下变换（奇偶校验位被丢弃，密钥减小到56位。
序列改变后，第1位被置换成了原来的第57位，第2位为49位，如此类推，第56位被置换成了原来的第4位换位选择表1（PC－1）57 49 41 33 25 17 91 58 50 42 34 26 1810 2 59 51 43 35 2719 11 3 60 52 44 3663 55 47 39 31 23 157 62 54 46 38 30 2214 6 61 53 45 37 2921 13 5 28 20 12 41.2.2将改变序列后的密钥分割成2部分，前28位叫作C[0],后28位叫做D[0]1.2.3计算16个子密钥，从i = 1开始1.2.3.1分别对C[i-1]和D[i-1]做1或者2位循环左移来获取C[i]和D[i],每次循环移动的数字由下表给出循环 # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16左移 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 11.2.3.2按照下表指示改变串联后C[i]和D[i]，结果将会得到48位的序列K[i] 换位选择表2（PC－2）14 17 11 24 1 53 28 15 6 21 1023 19 12 4 26 816 7 27 20 13 241 52 31 37 47 5530 40 51 45 33 4844 49 39 56 34 5346 42 50 36 29 321.2.3.3循环到1.2.31直到计算出K[16]2．处理一个64位数据块2.1获取一个64位数据块。
DES算法
DES算法详解ppt课件
➢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：
20
5. DES解密
L R f R ,k
i 1
i
i
i
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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
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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
➢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
5
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
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2.DES的基本工作流程
7
2.DES的基本工作流程
Single Round of DES Algorithm
加密算法之DES算法
第23卷 第1期 邢 台 职 业 技 术 学 院 学 报 V ol.23 No.12006年2月 Journal of Xingtai V ocational and Technical College Feb.2006 ——————————————收稿日期：2005－11－26作者简介：赵美枝（1975—），女，内蒙古呼和浩特人，邢台职业技术学院电子系，讲师.49加密算法之DES 算法赵美枝，李国娟，王征强（邢台职业技术学院 电子系，河北 邢台 054035）摘 要：21世纪是信息时代，信息在社会中的地位越来越重要，已成为社会发展的重要战略资源，信息技术改变着人们的生活和工作方式，与此同时，信息安全也已成为世人关注的社会问题。
本文介绍了保证信息安全的一种方法：数据加密标准（即DES ），重点阐述单钥密码体制中的分组密码的基本概念、结构和加密算法。
关键词：DES ；密钥；明文；密文中图分类号：TP309.2 文献标识码：A 文章编号：1008—6129（2006）01—0049—03一、DES 描述美国国家标准局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。
加密算法要达到的目的（通常称为DES 密码算法要求）主要为以下四点：1.提供高质量的数据保护，防止数据未经授权的泄露和未被察觉的修改；2.具有相当高的复杂性，使得破译的开销超过可能获得的利益，同时又要便于理解和掌握；3.DES 密码体制的安全性应该不依赖于算法的保密，其安全性仅以加密密钥的保密为基础；4.实现经济，运行有效，并且适用于多种完全不同的应用。
1977年1月，美国政府颁布：采纳IBM 公司设计的方案作为非机密数据的正式数据加密标准（Data Encryption Standard ）。
目前在国内，随着三金工程尤其是金卡工程的启动，DES 算法在POS 、ATM 、磁卡及智能卡（IC 卡）、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用，以此来实现关键数据的保密，如信用卡持卡人的PIN 的加密传输，IC 卡与POS 间的双向认证、金融交易数据包的MAC 校验等，均用到DES 算法。
DES原理与实现
DES原理与实现⼀ DES综述DES是对称密码的⼀种，它使⽤56位秘钥对64位长分组进⾏加密。
DES对每个分组的内容都会进⾏16轮迭代，每轮的操作相同但是对应不同的⼦秘钥。
所有的⼦秘钥都是由主密钥推导⽽来。
64位明⽂加密过程如下：1. 按位置换（IP）2. 明⽂被分成L0和R0两部分。
3. L1=R0 R1=L0⊕f(R0，k1)4. 重复步骤3 16次5. 按位置换（IP^-1）⼆细节分析其中的重点在于：1. 如何实现函数f 2. 如何⽣成⼦秘钥k1. 函数f 输⼊与输出的数据为32位。
E: 将输⼊的数据分成8个4位的分组。
这个过程在E盒中进⾏。
E盒是⼀种特殊的置换。
32位输⼊中有16位输⼊位在输出中出现了两次。
分别为第1 4 5 8 9 12 ... 32位。
E盒的输⼊数据为32位，输出为48位，仅有置换操作。
S: 将拓展得到的48位结果与密钥ki进⾏XOR操作，将8个6位长的分组送⼊8个不同的替换盒S中，将6位输出裁剪成4位。
S盒的输⼊数据为48位，输出为32位，有和密钥的XOR操作，也有置换。
P: 按位置换，以实现扩散。
P盒的输⼊和输出均为32位，仅有置换操作。
2. 密钥⽣成函数GetKey的输⼊为64位密钥，输出为16个48位⼦密钥。
密钥的实际有效位数为56位，其余8位为奇校验位。
PC-1处理得到的56位密钥分为C和D两部分。
⾸先将C和D按照轮数移动⼀位或者两位。
然后将C和D合起来，⽤PC-2将56位密钥置换成48位密钥。
PC-1：置换的意义是去掉校验位。
PC-2：意义是将56位置换成48位。
三⼏个⼩问题1. 从总体上来说，DES是什么？ 前⾯杂七杂⼋的扯了那么多细节问题，不免让⼈头昏脑涨。
⽤最简单的话讲，DES是什么？⼀种加密⽅法。
它将8位密钥处理得到16组⼦密钥。
它还将待加密数据分成许多个分组，每个分组有8个字符组成。
然后每组待加密数据，做16轮加密处理，每轮加密处理都⽤不同的密钥，即最初得到的16组⼦密钥。
DES加密算法的C++实现
DES加密算法的C++实现《信息安全技术》这门课⼜在讲 DES 加密算法了，以前⽤纯C写过⼀次，这次我⽤ C++ 重新写了⼀个，写篇⽂章以备后⽤。
本⽂介绍了DES 算法加密的⼤致步骤和整体流程。
⼀、DES算法原理DES算法是⼀种最通⽤的对称密钥算法，因为算法本⾝是公开的，所以其安全性在于密钥的安全性。
基于密钥的算法通常有两类：对称算法和公开密钥算法。
对称算法的对称性体现在加密密钥能够从解密密钥推算出来，反之亦然。
在⼤多数对称算法中，加解密的密钥是相同的，DES就是这样。
可见，对称密钥算法的加解密密钥都是保密的。
⽽公开密钥算法的加密密钥是公开的，解密密钥是保密的。
下⾯是 DES 加密算法的整体流程图：从上⾯的流程图可以看出，DES加密主要由四个部分完成：1. 初始置换 IP；2. ⼦密钥 Ki 的获取；3. 密码函数 f ；4. 尾置换 IP-1；其中，第⼆部分和第三部分是 DES 算法的核⼼。
注意：DES 解密算法与加密算法完全相同，只需要将⼦密钥的使⽤顺序反过来就⾏了。
下⾯分别讲⼀下各个部分的⼤致思路。
1）初始置换IP这⼀部分很简单，IP（initial permutation）是⼀个 8x8 的置换表：int IP[] = { 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 };根据表中的规定，将输⼊的 64 位明⽂重新进⾏排序，即将第 58 位放到第 1 位，第 50 位放到第 2 位……以此类推。