DES加密与解密过程原理解析
des加解密算法原理
des加解密算法原理DES（Data Encryption Standard）是一种基于对称加密算法的加解密技术，被广泛应用于计算机和网络安全领域。
它采用分组密码的设计思想，将明文分成64位的数据块，并使用密钥对其进行加密和解密操作。
下面我们将详细介绍DES算法的原理和应用。
DES算法的原理可以分为四个主要步骤：初始置换、16轮迭代、逆初始置换和子密钥生成。
首先是初始置换，将输入的64位明文根据所定义的置换表进行重排，以加强加密的随机性和扩散性。
这一步骤的目的是为了消除输入数据之间的相关性，使其在进入加密过程之前更具随机性。
接下来是16轮迭代，每一轮迭代都包括四个主要步骤：扩展置换、密钥与明文异或、S盒置换和置换函数。
扩展置换将32位数据扩展为48位，以使之与扩展后的子密钥进行异或运算。
然后，将异或结果分为8个组，每个组经过S盒代替置换，将6位数据映射为4位数据，增加了加密的复杂性。
最后，经过置换函数进行置换操作。
第三步是逆初始置换，将经过16轮迭代后得到的数据根据逆置换表进行重排，以得到最终的密文。
逆初始置换是初始置换的逆运算，用于恢复密文的顺序，使之与明文对应。
最后是子密钥的生成，根据输入的64位密钥经过置换和位移操作生成16个48位的子密钥。
每轮迭代都使用一个子密钥，通过改变子密钥可以增加加密的随机性，从而提高安全性。
DES算法的应用广泛，主要用于网络通信中的数据加密保护。
例如，在银行系统中，通过DES算法可以对用户的敏感信息进行加密，保护用户的财产安全。
在电子商务领域，通过DES算法可以对在线交易的数据进行加密，防止黑客窃取用户的个人信息和银行卡号。
此外，DES算法还常用于数据库加密、文件加密和数据传输等领域，以确保机密信息的安全性。
总之，DES算法是一种经典的对称加密算法，通过初始置换、16轮迭代、逆初始置换和子密钥生成四个步骤，实现了对数据的加密和解密操作。
它具有较高的安全性和广泛的应用领域，是保护计算机和网络安全的重要工具。
DES例题详解(一)
DES例题详解(一)DES例题解析1. 背景介绍DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，由IBM 在1970年代初期开发出来。
它是一种使用相同的密钥进行加密和解密的算法，被广泛应用于数据安全领域。
2. DES例题简述下面是一个关于DES的例题，我们将会对该例题进行详细解释和分析。
例题：对以下明文进行DES加密，密钥为“ABCDEF”，加密结果为多少？明文：3. DES加密过程DES加密过程包括初始置换、16轮迭代和最终置换三个步骤。
3.1 初始置换（Initial Permutation）初始置换是将明文进行位重排，得到一个置换后的明文。
如下表所示，是DES中使用的初始置换表。
输入位置 | 58 | 50 | 42 | 34 | 26 | 18 | 10 | 2 || — | — | — | — | — | — | — | — |输出位置 | 40 | 32 | 24 | 16 | 8 | 0 | 33 | 25 |将明文按照初始置换表进行重排，得到置换后的明文。
置换后的明文：3.2 16轮迭代16轮迭代是DES中最重要的步骤。
每轮迭代中，明文会经过子密钥的选择、扩展置换、异或运算、S盒代替、P盒置换和交换等操作。
3.2.1 子密钥的选择（Key Schedule）根据密钥，生成16个子密钥，每个子密钥48位长。
子密钥的生成使用了PC-2表和循环左移。
3.2.2 扩展置换（Expansion Permutation）扩展置换是将32位的明文扩展为48位，以便与子密钥进行异或运算。
扩展置换使用了E表。
3.2.3 异或运算（XOR）将扩展置换后的明文与子密钥进行逐位异或运算。
3.2.4 S盒代替（S-Box Substitution）将异或运算后的结果分成8组，每组6位。
然后每个6位分别经过S盒代替。
3.2.5 P盒置换（Permutation）S盒代替后，将结果再经过P盒置换，得到新的32位数据。
DES算法原理完整版
DES算法原理完整版1.所需参数key：8个字节共64位的⼯作密钥data：8个字节共64位的需要被加密或被解密的数据 mode：DES⼯作⽅式，加密或者解密2.初始置换DES算法使⽤64位的密钥key将64位的明⽂输⼊块变为64位的密⽂输出块，并把输出块分为L0、R0两部分，每部分均为32位。
初始置换规则如下：注意：这⾥的数字表⽰的是原数据的位置，不是数据158,50,42,34,26,18,10,2,260,52,44,36,28,20,12,4,362,54,46,38,30,22,14,6,464,56,48,40,32,24,16,8,557,49,41,33,25,17, 9,1,659,51,43,35,27,19,11,3,761,53,45,37,29,21,13,5,863,55,47,39,31,23,15,7,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。
例如：64位输⼊块是D1~D64，则经过初始置换后是D58，D50...D7。
则L0=D58,D50,D12...D8；R0=D57,D49,D41 (7)该置换过程是在64位秘钥的控制下。
3.加密处理--迭代过程经过初始置换后，进⾏16轮完全相同的运算，在运算过程中数据与秘钥结合。
函数f的输出经过⼀个异或运算，和左半部分结合形成新的右半部分，原来的右半部分成为新的左半部分。
每轮迭代的过程可以表⽰如下：Ln = R(n - 1)；Rn = L(n - 1)⊕f(Rn-1,kn-1)⊕:异或运算Kn是向第N层输⼊的48位的秘钥，f是以Rn-1和Kn为变量的输出32位的函数3.1函数f函数f由四步运算构成：秘钥置换(Kn的⽣成，n=0~16)；扩展置换；S-盒代替；P-盒置换。
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算法
DES算法DES(Data Encryption Standard)是在1970年代中期由美国IBM公司发展出来的，且被美国国家标准局公布为数据加密标准的一种分组加密法。
DES属于分组加密法，而分组加密法就是对一定大小的明文或密文来做加密或解密动作。
在这个加密系统中，其每次加密或解密的分组大小均为64位，所以DES没有密码扩充问题。
对明文做分组切割时，可能最后一个分组会小于64位，此时要在此分组之后附加“0”位。
另一方面，DES所用的加密或解密密钥也是64位大小，但因其中以8个位是用来做奇偶校验，所以64位中真正起密钥作用的只有56位。
加密与解密所使用的算法除了子密钥的顺序不同之外，其他部分则是完全相同的。
Des算法的原理：Des算法的入口参数有3个：Key,，Data和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为，是要被加密或解密的数据。
Mode为Des的工作方式由两种：加密或解密。
如Mode为加密，则用key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；若Mode为解密，则用key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的输出结果算法实现步骤实现加密需要3个步骤。
第一步：变换明文。
对给定的64位的明文x.,首先通过一个置换IP表来重新排列x.,从而构造出64位的x0, x0=IP(x)=L0R0,其中L0表示x0的前32位，R0表示x0的后32位。
第二步：按照规则迭代。
规则为：L i=R i-1R i=L i⊕f(R i-1, K i) (i=1,2,3, (16)经过第1步变换已经得到L0和R0的值，其中符号⊕表示数学运算“异或”，f表示一种置换，由s盒置换构成，K i是一些由密钥编排函数产生的比特块。
F和K i将在后面介绍。
第三步：对L16R16利用IP-1作逆置换，就得到了密文y0加密过程。
DES加密算法与解密(带流程图)
DES加密算法与解密(带流程图)一、DES加密及解密算法程序源代码：#include <iostream>using namespace std;const static char IP_Table[] = { //IP_Table置换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};const static char Final_Table[] = { //最终置换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};const static char S_Box[8][64] = {//s_box/* 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, 10,14, 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}const static char Rar_Table[] = { //压缩置换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};const static char Exp_Table[] = { //扩展置换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, 1const static char P_Table[]={ //P置换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};const static char KeyRar_Table[]={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};//设置全局变量，16轮密钥bool key[16][48]={{0}};void ByteToBit(bool *Out,char *In,int bits) //字节到位转换函数{int i;for(i=0;i<bits;i++)Out[i]=(In[i/8]>>(i%8))&1;}void BitToByte(char *Out,bool *In,int bits)//位到字节转换函数{int i;for(i=0;i<bits/8;i++)Out[i]=0;for(i=0;i<bits;i++)Out[i/8]|=In[i]<<(i%8);}void Xor(bool *InA,const bool *InB,int length) //按位异或for(int i=0;i<length;i++)InA[i]^=InB[i];}void keyfc(char *In) //密钥生成函数{int i,j=0,mov,k,m;bool* key0 = new bool[56];bool* keyin = new bool[64];bool temp;ByteToBit(keyin,In,64); //字节到位的转换for(i=0;i<56;i++) //密钥压缩为56位key0[i]=keyin[KeyRar_Table[i]-1];for(i=0;i<16;i++) //16轮密钥产生{if(i==0||i==1||i==8||i==15)mov=1;elsemov=2;for(k=0;k<mov;k++) //分左右两块循环左移{for(m=0;m<8;m++){temp=key0[m*7];for(j=m*7;j<m*7+7;j++)key0[j]=key0[j+1];key0[m*7+6]=temp;}temp=key0[0];for(m=0;m<27;m++)key0[m]=key0[m+1];key0[27]=temp;temp=key0[28];for(m=28;m<55;m++)key0[m]=key0[m+1];key0[55]=temp;}for(j=0;j<48;j++) //压缩置换并储存key[i][j]=key0[Rar_Table[j]-1];}delete[] key0;delete[] keyin;}void DES(char Out[8],char In[8],bool Type)//加密核心程序,Type=0时加密，反之解密{bool* MW = new bool[64];bool* tmp = new bool[32];bool* PMW = new bool[64];bool* kzmw = new bool[48];bool* keytem = new bool[48];bool* ss = new bool[32];int hang,lie,i;ByteToBit(PMW,In,64);for(int j=0;j<64;j++){MW[j]=PMW[IP_Table[j]-1]; //初始置换}bool *Li=&MW[0],*Ri=&MW[32];for(i=0;i<48;i++) //右明文扩展置换kzmw[i]=Ri[Exp_Table[i]-1];if(Type==0) //DES加密过程{for(int lun=0;lun<16;lun++){for(i=0;i<32;i++)ss[i]=Ri[i];for(i=0;i<48;i++) //右明文扩展置换kzmw[i]=Ri[Exp_Table[i]-1];for(i=0;i<48;i++)keytem[i]=key[lun][i];Xor(kzmw,keytem,48);/*S盒置换*/for(i=0;i<8;i++)hang=kzmw[i*6]*2+kzmw[i*6+5];lie=kzmw[i*6+1]*8+kzmw[i*6+2]*4+kzmw[i*6+3] *2+kzmw[i*6+4];tmp[i*4+3]=S_Box[i][(hang+1)*16+lie]%2;tmp[i*4+2]=(S_Box[i][(hang+1)*16+lie]/2)%2 ;tmp[i*4+1]=(S_Box[i][(hang+1)*16+lie]/4)%2 ;tmp[i*4]=(S_Box[i][(hang+1)*16+lie]/8)%2;}for(i=0;i<32;i++) //P置换Ri[i]=tmp[P_Table[i]-1];Xor(Ri,Li,32); //异或for(i=0;i<32;i++) //交换左右明文Li[i]=ss[i];}}for(i=0;i<32;i++){tmp[i]=Li[i];Li[i]=Ri[i];Ri[i]=tmp[i];}for(i=0;i<64;i++)PMW[i]=MW[Final_Table[i]-1];BitToByte(Out,PMW,64); //位到字节的转换}else //DES解密过程{for(int lun=15;lun>=0;lun--){for(i=0;i<32;i++)ss[i]=Ri[i];for(i=0;i<48;i++) //右明文扩展置换kzmw[i]=Ri[Exp_Table[i]-1];for(i=0;i<48;i++)keytem[i]=key[lun][i];Xor(kzmw,keytem,48);/*S盒置换*/for(i=0;i<8;i++){hang=kzmw[i*6]*2+kzmw[i*6+5];lie=kzmw[i*6+1]*8+kzmw[i*6+2]*4+kzmw[i*6+3] *2+kzmw[i*6+4];tmp[i*4+3]=S_Box[i][(hang+1)*16+lie]%2;tmp[i*4+2]=(S_Box[i][(hang+1)*16+lie]/2)%2 ;tmp[i*4+1]=(S_Box[i][(hang+1)*16+lie]/4)%2 ;tmp[i*4]=(S_Box[i][(hang+1)*16+lie]/8)%2; }for(i=0;i<32;i++) //P置换Ri[i]=tmp[P_Table[i]-1];Xor(Ri,Li,32); //异或for(i=0;i<32;i++) //交换左右明文{Li[i]=ss[i];}}for(i=0;i<32;i++){tmp[i]=Li[i];Li[i]=Ri[i];Ri[i]=tmp[i];}for(i=0;i<64;i++)PMW[i]=MW[Final_Table[i]-1]; BitToByte(Out,PMW,64); //位到字节的转换}delete[] MW;delete[] tmp;delete[] PMW;delete[] kzmw;delete[] keytem;delete[] ss;}bool RunDes(char *Out, char *In, int datalength, char *Key, bool Type) //加密运行函数，判断输入以及对输入文本8字节分割{if( !( Out && In && Key && (datalength=(datalength+7)&0xfffffff8) ) ) return false;keyfc(Key);for(int i=0,j=datalength%8; i<j; ++i,Out+=8,In+=8)DES(Out, In, Type);return true;}int main(){char* Ki = new char[8];char Enter[]="This is the test of DES!"; char* Print = new char[200];int len = sizeof(Enter);int i_mf;cout << "请输入密钥（8位）：" <<"\n"; for(i_mf=0;i_mf<8;i_mf++)cin >> Ki[i_mf];cout << "\n";RunDes(Print,Enter,len,Ki,0);//加密cout << "----加密前----" << "\n";for(i_mf=0;i_mf<len;i_mf++)cout << Enter[i_mf];cout << "\n\n";cout << "----加密后----" << "\n";for(i_mf=0;i_mf<len;i_mf++)cout<<Print[i_mf];cout << "\n\n";//此处进行不同密钥输入测试cout << "请输入密钥（8位）：" <<"\n"; for(i_mf=0;i_mf<8;i_mf++)cin >> Ki[i_mf];cout << "\n";RunDes(Enter,Print,len,Ki,1);//解密cout << "----解密后----" << "\n";for(i_mf=0;i_mf<len;i_mf++)cout << Enter[i_mf];cout << endl;delete[] Ki;delete[] Print;return 0;}二、程序编译、运行结果图：三、程序总体框架图：读取待加密文本输入密钥DES 加密显示加密后文本再次输入密钥DES 解密显示解密后文本显示错误解密信息密钥错误密钥正确四、程序实现流程图：Enter = 待加密文本分割Enter ，8字节为一段，不足补加，段数为N 初始化：*Print ，i=0，j=0文本第i 段，转为二进制64位初始置换（IP_Table ）文本段分为左右两部分左部分（32位）右部分（32）输入8字节密钥转为二进制64位密钥压缩KeyRar_Table （56位）形成16轮密钥合并形成子密钥（48位）S 置换（S_Box ）P 置换（P_Table ）左右交换，j++最终置换（Final_Table ）J<16扩展置换（Exp_Table ）i<N异或异或NoYes存入*Print ，i++DES 加密过程结束，输出Print YesNoDES 解密过程为以上逆过程。
DES加密算法原理
DES加密算法原理DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，它使用相同的密钥进行加密和解密。
DES算法的原理可以分为以下几个方面。
1.初始置换（IP）：DES加密过程的第一步是对明文进行初始置换，通过将明文中的每个位按照事先规定的顺序重新排列，得到一个初始排列的明文块。
2. 轮函数（Feistel function）：DES算法采用了Feistel网络结构。
在每一轮中，明文块被分成左右两部分，右半部分经过扩展运算（Expansion），将其扩展为一个48位的数据块。
然后将扩展后的数据块与轮密钥进行异或运算，得到一个48位的结果。
3. S-盒变换（S-Box substitution）：接下来，经过48位结果的S-盒变换。
S-盒是DES算法的核心部分，它将6位输入映射为4位输出。
DES算法使用了8个不同的S-盒，每个S-盒都有一个4x16表格，用于将输入映射为输出。
4. P-盒置换（P-Box permutation）：经过S-盒变换后，输出结果通过一个固定的P-盒进行置换运算。
P-盒操作将32位输出重新排列，得到一个新的32位结果。
5. 轮密钥生成（Key schedule）：DES算法使用了16轮的加密迭代过程。
每一轮使用一个不同的48位轮密钥。
轮密钥生成过程根据初始密钥生成所有的轮密钥。
轮密钥生成包括密钥置换选择1、密钥循环移位、密钥置换选择2等步骤。
6. 最后交换（Inverse Initial Permutation）：经过16轮迭代后，得到最终的加密结果。
在最后交换步骤中，将加密结果的左右两部分进行互换，得到最终的加密结果。
DES算法依靠这些步骤进行加密和解密过程。
加密过程中，明文块经过初始置换后，进入16轮的迭代过程，每一轮中使用不同的轮密钥对明文进行加密。
最后得到加密结果。
解密过程与加密过程相反，使用相同的轮密钥对密文进行解密，最终得到明文。
DES算法的安全性主要依赖于密钥的长度和轮数。
DES加解密过程和实现
DES加解密过程和实现DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，最早由IBM公司于1977年公开发布。
DES的加解密过程主要包括初始置换、轮函数、密钥扩展、轮数选择等步骤。
这里将详细介绍DES的加解密过程和实现细节。
一、DES加密过程：1. 初始置换（Initial Permutation，IP）：将64位明文按照一定规则重新排列。
初始置换的目的是将明文打乱，增加加密强度。
2. 轮函数（Feistel Function）：DES算法主要采用了轮函数的迭代方式进行加密。
轮函数的输入是32位的右半部分（R），输出为48位的扩展右半部分（E(R)）。
3.密钥扩展：DES算法使用56位密钥，通过密钥置换和循环左移生成16组48位的轮密钥（Ki），用于每轮的轮函数。
4. 轮数选择（Round Selection）：DES算法共进行16轮加密。
每轮中，将左半部分（L）与右半部分（R）进行处理，得到新的左半部分和右半部分。
5. 最后置换（Final Permutation，FP）：将最后一轮的左半部分和右半部分合并后，按照一定规则进行置换，得到最终的密文。
二、DES解密过程：1.密钥扩展：与加密过程相同，使用相同的56位密钥生成16轮的轮密钥。
2.初始置换（IP）：将密文进行初始置换，得到R（密文右半部分）和L（密文左半部分）。
3.轮数选择：与加密过程相同，共进行16轮解密。
4.最后置换（FP）：将最后一轮的左半部分和右半部分合并后，按照一定规则进行置换，得到最终的明文。
三、DES实现细节：1.初始置换（IP）和最后置换（FP）：DES算法中使用的IP和FP置换表定义了明文和密文的排列规则。
可以使用预定义的置换表，将明文和密文按照置换表的映射进行重新排列。
2. 轮函数（Feistel Function）：轮函数的输入为32位的R，通过扩展运算（E函数）将其扩展为48位。
扩展运算使用的扩展置换表将输入的32位扩展为48位。
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加解密算法过程
Des加解密算法过程DES加解密算法过程⼊⼝参数有3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前28位C0和后28位D0两部分。
然后再将此2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，不参与计算，即实际密钥为56位。
数据加密与解密的基本原理与方法
数据加密与解密的基本原理与方法标题：数据加密与解密的基本原理与方法导言：数据的加密与解密是当今信息时代中一个重要的领域。
随着信息技术的发展和互联网的普及，保护数据的安全性越来越受到关注。
本文将详细介绍数据加密与解密的基本原理与方法。
一、数据加密的基本原理与方法：1.对称加密：a.定义：使用相同的密钥对数据进行加密和解密。
b.方法：i.凯撒密码：通过将字符按照固定的规则进行位移来进行加密和解密。
ii.DES（Data Encryption Standard）：一种常用的对称加密算法，通过运算和置换操作实现加密和解密。
2.非对称加密：a.定义：使用不同的密钥对数据进行加密和解密。
b.方法：i.RSA（Rivest-Shamir-Adleman）：常用的非对称加密算法，通过大数分解实现加密和解密。
ii.ECC（Elliptic Curve Cryptography）：基于椭圆曲线数学的非对称加密算法。
二、数据解密的基本原理与方法：1.对称解密：a.通过使用相同的密钥解密被对称加密算法加密的数据。
b.方法：i.凯撒密码的解密方法是对加密时的位移进行逆操作。
ii.DES的解密方法是将密文通过逆向运算和逆置换操作还原成明文。
2.非对称解密：a.通过使用私钥解密被非对称加密算法加密的数据。
b.方法：i.RSA的解密方法是使用私钥对密文进行解密操作，还原成明文。
ii.ECC的解密方法是使用私钥进行解密，还原成明文。
三、数据加密与解密的步骤：1.数据加密步骤：a.明确要加密的数据内容。
b.选择合适的加密算法（对称加密或非对称加密）。
c.生成密钥。
d.使用公钥（非对称加密）或密钥（对称加密）对数据进行加密。
e.生成密文。
2.数据解密步骤：a.明确要解密的密文。
b.选择合适的解密算法（对称解密或非对称解密）。
c.使用公钥（非对称解密）或密钥（对称解密）对密文进行解密。
d.还原成明文。
结论：数据加密与解密在信息安全领域扮演着重要角色，能够有效保护数据的机密性。
常见的加密和解密算法—DES
常见的加密和解密算法—DES⼀、DES加密概述 DES全称为Data Encryption Standard，即数据加密标准，是⼀种使⽤的块算法，1977年被的国家标准局确定为（FIPS），并授权在⾮密级政府通信中使⽤，随后该算法在国际上⼴泛流传开来。
需要注意的是，在某些⽂献中，作为算法的DES称为数据加密算法（Data Encryption Algorithm,DEA），已与作为标准的DES区分开来。
DES⼊⼝参数DES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算法的⼯作密钥；Data为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的⼯作⽅式,有两种:加密或解密。
DES基本原则DES设计中使⽤了分组密码设计的两个原则：混淆（confusion）和扩散(diffusion)，其⽬的是抗击敌⼿对密码系统的统计分析。
混淆是使密⽂的统计特性与密钥的取值之间的关系尽可能复杂化，以使密钥和明⽂以及密⽂之间的依赖性对密码分析者来说是⽆法利⽤的。
扩散的作⽤就是将每⼀位明⽂的影响尽可能迅速地作⽤到较多的输出密⽂位中，以便在⼤量的密⽂中消除明⽂的统计结构，并且使每⼀位密钥的影响尽可能迅速地扩展到较多的密⽂位中，以防对密钥进⾏逐段破译。
DES与3DES的区别和联系3DES（即Triple DES）是DES向AES过渡的，它使⽤3条56位的密钥对数据进⾏三次加密。
是DES的⼀个更安全的变形。
它以DES为基本模块，通过组合分组⽅法设计出分组加密算法。
⽐起最初的DES，3DES更为安全。
该⽅法使⽤两个密钥，执⾏三次DES算法，加密的过程是加密-解密-加密，解密的过程是解密-加密-解密。
3DES加密过程为：C=Ek3(Dk2(Ek1(P))) 3DES解密过程为：P=Dk1(EK2(Dk3(C))) 采⽤两个密钥进⾏三重加密的好处有： ①两个密钥合起来有效密钥长度有112bit，可以满⾜商业应⽤的需要，若采⽤总长为168bit的三个密钥，会产⽣不必要的开销。
DES加密算法的过程原理理解
DES加密算法的过程原理理解DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，它使用相同的密钥对数据进行加密和解密。
DES算法通过将消息和密钥作为输入，并根据特定的算法对消息进行处理来产生加密的输出。
这篇文章将详细介绍DES算法的过程原理。
DES算法的加密过程可以分为下面几个步骤：1.初始置换（IP）DES算法首先对输入的64位明文数据进行初始置换（Initial Permutation），通过将明文数据重新排列来生成一个初始的置换数据块。
初始置换的目的是将位数据分散到整个数据块中，以增加加密安全性。
2. 轮函数（Feistel Function）DES算法使用Feistel网络结构，该结构由多个轮函数若干次迭代构成。
每个轮函数都接受一半的输入数据和48位的子密钥，并对输入数据进行扩展（Expansion）和异或运算（XOR）以及S盒置换（S-Box）运算。
这一过程是DES算法的核心，它通过多轮迭代来混淆数据，增加加密的强度。
3.轮函数中的子密钥生成DES算法使用了16个48位的子密钥，每个子密钥由主密钥通过密钥调度算法生成。
密钥调度算法使用主密钥进行排列和选择操作，以生成每轮迭代所需要的子密钥。
密钥调度算法确保每个子密钥都是唯一的，增加了算法的安全性。
4. S盒置换（S-Box Substitution）在轮函数的过程中，DES算法使用了8个S盒，每个S盒输入6位数据并输出4位数据。
S盒置换通过将输入数据映射到特定输出数据，实现了数据的可逆变换。
S盒置换是DES算法中的另一个重要步骤，它增加了DES算法的复杂性和安全性。
5. 逆置换（Inverse Permutation）DES算法最后将经过16轮迭代加密后的数据和逆置换（Inverse Permutation）操作结合在一起。
逆置换操作是初始置换操作的逆过程，将加密后的数据重新排列为最终的加密结果。
DES算法的解密过程与加密过程正好相反。
des的加密原理
des的加密原理DES（Data Encryption Standard）是一种对称密钥加密算法，也是历史上最广泛使用的加密算法之一。
DES的加密原理是通过使用相同的密钥进行加密和解密，将明文转换为密文并且只能通过使用相同的密钥才能将密文转换回明文。
下面将详细介绍DES的加密原理及其步骤。
DES的加密原理基于分组密码的思想，即将明文数据分割成固定大小的块，然后对每个块进行加密。
DES算法使用64位的密钥，但每个密钥中只有56位是有效的，其中8位用于奇偶校验。
密钥的选择和管理对于DES算法的安全性至关重要。
DES算法的加密过程可以分为以下步骤：1. 初始置换（Initial Permutation，IP）：将64位的明文数据按照特定的置换表进行重排，得到一个初始的64位数据块。
2. 分组操作：将64位的初始数据块分成左右两个32位的数据块。
3. 轮函数（Feistel Function）：DES算法使用了16轮的迭代，每轮使用一个子密钥对右边的32位数据块进行操作。
轮函数包括以下几个步骤：a. 扩展置换（Expansion Permutation）：对32位的数据块进行扩展置换，将其扩展为48位。
b. 与子密钥的异或运算：将扩展后的48位数据块与当前轮的子密钥进行异或运算。
c. S盒替代（Substitution Boxes）：将异或结果分成8个6位的数据块，然后通过8个不同的S盒进行替代，将每个6位数据块替换为4位数据块。
d. P盒置换（Permutation）：对替代后的数据块进行置换，得到新的32位数据块。
e. 与左边数据块的异或运算：将上一轮的左边数据块与新得到的32位数据块进行异或运算，得到当前轮的右边数据块。
4. 左右数据块交换：将上一轮的右边数据块与当前轮的左边数据块进行交换。
5. 重复执行16轮的轮函数操作。
6. 末置换（Final Permutation，IP-1）：将经过16轮轮函数操作后的左右数据块进行合并，并按照特定的末置换表进行重排，得到加密后的64位密文数据块。
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算法的基本原理和步骤
des算法的基本原理和步骤DES 算法呀，就像是一个神秘的密码盒子。
它的基本原理呢，就是通过一系列复杂的操作来对信息进行加密和解密。
想象一下，我们有一串明文，就好像是一件宝贝，我们要把它藏起来不让别人轻易发现。
DES 算法就像是一个神奇的魔法师，通过一系列独特的步骤来给这件宝贝披上一层神秘的外衣。
第一步呢，就像是给宝贝穿上一件特制的衣服。
它会对明文进行初始置换，让明文的排列发生变化。
这就好像是把宝贝打乱了顺序，让别人一下子摸不着头脑。
接下来呀，进入到了一轮又一轮的复杂运算中。
这就好比是在给宝贝设置层层关卡，每一轮都有独特的操作和变换。
就像走迷宫一样，让试图破解的人晕头转向。
然后呢，还有密钥的参与。
这密钥就像是打开密码盒子的钥匙，只有拥有正确的密钥，才能顺利地解开加密后的信息。
要是没有这把钥匙，那可就像是在黑暗中摸索，怎么也找不到出路。
在加密的过程中，DES 算法会不断地变换、计算，把明文变得面目全非。
这可真是神奇啊！等需要解密的时候呢，再按照相反的步骤，用正确的密钥一步步还原出原来的明文。
你说这是不是很厉害？它就像是一个保护我们信息安全的卫士，默默地守护着我们的秘密。
在当今这个信息时代，DES 算法可发挥了大作用呢！它让我们在网络世界里能够放心地交流和传递信息，不用担心被别人轻易窃取。
你看，银行转账、网上购物等等这些涉及到我们重要信息的地方，都有 DES 算法的身影。
它就像是一个隐形的保镖，时刻保护着我们的财产安全和隐私。
所以啊，了解 DES 算法的基本原理和步骤可真是太重要啦！这不仅能让我们更好地理解信息安全的重要性，还能让我们对现代科技的神奇之处有更深刻的认识。
我们可不能小瞧了这个小小的算法，它背后蕴含的智慧和力量可不容小觑呢！难道不是吗？。
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加密解密算法
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，首先，DES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，并进行前后置换（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），最终由L0输出左32位，R0输出右32位，根据这个法则经过16次迭代运算后，得到L16、R16，将此作为输入，进行与初始置换相反的逆置换，即得到密文输出。
DES算法的入口参数有三个：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，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密，如果Mode为加密，则用Key去把数据Data进行加密，生成Data的密码形式作为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的明码形式作为DES的输出结果。
在使用DES时，双方预先约定使用的”密码”即Key，然后用Key去加密数据；接收方得到密文后使用同样的Key解密得到原数据，这样便实现了安全性较高的数据传输。
DES加密算法的过程:1. 对输入的密钥进行变换。
用户的64bit密钥，其中第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。
所以密钥事实上是56位。
对这56位密钥进行如下表的换位。
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,表的意思是第57位移到第1位，第49位移到第2位，...... 以此类推。
des加密原理及流程
des加密原理及流程
DES（Data Encryption Standard）是一种对称密码算法，使用相同的密钥进行加密和解密。
它于1977年由IBM开发，并在1983年被美国国家标准与技术研究所（NIST）选为联邦信息处理标准（FIPS）。
DES使用56位密钥对数据进行64位分组的加密。
DES算法的加密原理是基于Feistel结构，该结构分为两个相同的部分，称为左半部分（L0）和右半部分（R0）。
DES的加密流程大致可分为以下几个步骤：
1.密钥生成：
首先，从输入的64位密钥中提取56位，同时通过置换和重复操作生成16个48位的子密钥。
这些子密钥将在加密和解密过程中用于不同的轮数。
2.初始置换（IP）：
将输入的64位明文按照密钥表格进行初始置换，将L0和R0分别设置为前32位和后32位。
3.轮数迭代：
DES算法使用了16轮迭代，每一轮结构相同。
第一轮起始时，左半部分（L0）和右半部分（R0）是输入明文的一半。
接下来的每一轮包括以下步骤：
a.将右半部分（Ri-1）作为下一轮的左半部分（Li）。
b.将右半部分（Ri-1）通过扩展置换函数（E盒）进行扩展，扩展后为48位，与轮密钥（Ki）进行异或运算。
c.将异或结果分为8个块，每个块经过S盒代替，替换后的结果再次连结起来，得到32位结果。
d.通过P盒进行置换。
e.将结果与左半部分（Li-1）进行异或运算，得到本轮的右半部分（Ri）。
4.逆初始置换（IP-1）：
经过16轮迭代后，得到的R16和L16需要交换位置，并经过逆初始置换操作，得到最终的64位密文。
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题目：DES加密与解密过程原理解析姓名：
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日期：2016年3月30日
一、D ES简介：
DES (Data Encryption Standard) 是对称加解密算法的一种，由IBM公司W.Tuchman和C.Meyer在上个世纪70年代开发，该算法使用64位密钥（其中包含8位奇偶校验，实际密钥长度为56位）对以64为单位的块数据加密，产生64位密文数据，然后使用相同的密钥进行解密。
密钥只有通信双方知晓，不对第三方公开。
二、D ES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。
表1：置换IP表
上表为置换IP表，将输入64位的第58位换到第一位，第50位换到第二位，依此类推，最后一位是原来的第7位。
L0是输出的前32位，R0是后32位。
比如：置换前的输入值为D1D2D3...D64，则经过初始置换后的结果为：L0=D58D50...D8，R0=D57D49 (7)
第二阶段：获取函数f和子密钥。
函数f有两个输入：32位的Ri-1和48位Ki，f函数的处理流程如下图所示。
E变换的算法是从
Ri-1的32位中选取某些位，构成48位。
即E将
32比特扩展变换为48位，变换规则根据E位选择表，如表2所示。
表2：E位选择表
Ki是由密钥产生的48位比特串，具体的算法下面介绍。
将E的选位结果与Ki作异或操作，得到一个48位输出。
分成8组，每组6位，作为8个S盒的输入。
每个S盒输出4位，共32位（如下图）。
S盒的输出作为P变换的输入，P的功能是对输入进行置换，P换位表如表3所示。
表3：P换位表
子密钥Ki：假设密钥为K，长度为64位，但是其中第8、16、24、32、40、48、64用作奇偶校验位，实际上密钥长度为56位。
K的下标i的取值范围是1到16，用16轮来构造。
构造过程如下图所示。
首先，对于给定的密钥K，应用PC1变换进行选位，选定后的结果。
位K
1
位K
16
位K
2
是56位，设其前28位为C0，后28位为D0。
PC1选位如表4所示。
表4：PC1选位表
第一轮：对C0作左移LS1得到C1，对D0作左移LS1得到D1，对C1D1应用PC2进行选位，得到K1。
其中LS1是左移的位数，如表5所示。
表5
表5中的第一列是LS1，第二列是LS2，以此类推。
左移的原理是所有二进位向左移动，原来最右边的位移动到最左边。
其中PC2如表6所示。
表6：PC2表
第二轮：对C1，D1作左移LS2得到C2和D2，进一步对C2D2应用PC2进行选位，得到K2。
如此继续，分别得到K3，K4 (16)
S盒的工作原理：S盒以6位作为输入，而以4位作为输出，现在以S1为例说明其过程。
假设输入为A=a1a2a3a4a5a6，则a2a3a4a5所代表的数是0到15之间的一个数，记为：k=a2a3a4a5；由a1a6所代表的数是0到3间的一个数，记为h=a1a6。
在S1的h行，k列找到一个数B，B在0到15之间，它可以用4位二进制表示，为B=b1b2b3b4，这就是S1的输出。
表7-2：选择（替代)函数S
第三阶段：16次迭代运算。
初始置换确定后，经过16次迭代运算，每一次迭代运算都以前一次迭代运算的结果和用户密钥扩展得到的子密钥Ki作为输入；每一次迭代运算只变换了一半数据，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右半部分，原来的右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。
第四阶段：逆置换。
逆置换是初始置换IP的逆运算，记为IP-1。
例如，第1位经过初始置换后，处于第40位，而通过逆置换IP-1，又将第40位换回到第1位。
其逆置换IP-1规则如表8所示。
表8：逆置换IP-1规则
在对16次迭代的结果（R16 L16）再使用逆置换IP-1后，即得到密文输出。
其执行过程如下图：
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 (1)
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。
这样，最后输出的是64位明文。
三、D ES学习总结：
1.DES是一种对称加密算法，1977年美国政府采用，作为对无分
类信息加密的官方标准；
2.DES只使用了标准的算术和逻辑运算，易于实现；
3.密钥可为任意的56位数，具有复杂性，破译成本高，使得安全
性得以保障；
4.密钥相对较短，加密效率高，可以用来构造各种密钥机制，可以
用来建造安全性更强的密码；
5.依靠密钥来保障加密信息的安全，要求通信双方都要保持密钥
的秘密性；
6.可通过多重加密，提高安全等级。