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des加密模式

發布時間: 2023-08-19 22:21:32

❶ 對稱加密演算法之DES介紹

DES (Data Encryption Standard)是分組對稱密碼演算法。

DES演算法利用 多次組合替代演算法 和 換位演算法 ,分散和錯亂的相互作用,把明文編製成密碼強度很高的密文,它的加密和解密用的是同一演算法。

DES演算法,是一種 乘積密碼 ,其在演算法結構上主要採用了 置換 、 代替 、 模二相加 等函數,通過 輪函數 迭代的方式來進行計算和工作。

DES演算法也會使用到數據置換技術,主要有初始置換 IP 和逆初始置換 IP^-1 兩種類型。DES演算法使用置換運算的目的是將原始明文的所有格式及所有數據全部打亂重排。而在輪加密函數中,即將數據全部打亂重排,同時在數據格式方面,將原有的32位數據格式,擴展成為48位數據格式,目的是為了滿足S盒組對數據長度和數據格式規范的要求。

一組數據信息經過一系列的非線性變換以後,很難從中推導出其計算的過程和使用的非線性組合;但是如果這組數據信息使用的是線性變換,計算就容易的多。在DES演算法中,屬於非線性變換的計算過程只有S盒,其餘的數據計算和變換都是屬於線性變換,所以DES演算法安全的關鍵在於S盒的安全強度。此外,S盒和置換IP相互配合,形成了很強的抗差分攻擊和抗線性攻擊能力,其中抗差分攻擊能力更強一些。

DES演算法是一種分組加密機制,將明文分成N個組,然後對各個組進行加密,形成各自的密文,最後把所有的分組密文進行合並,形成最終的密文。

DES加密是對每個分組進行加密,所以輸入的參數為分組明文和密鑰,明文分組需要置換和迭代,密鑰也需要置換和循環移位。在初始置換IP中,根據一張8*8的置換表,將64位的明文打亂、打雜,從而提高加密的強度;再經過16次的迭代運算,在這些迭代運算中,要運用到子密鑰;每組形成的初始密文,再次經過初始逆置換 IP^-1 ,它是初始置換的逆運算,最後得到分組的最終密文。

圖2右半部分,給出了作用56比特密鑰的過程。DES演算法的加密密鑰是64比特,但是由於密鑰的第n*8(n=1,2…8)是校驗(保證含有奇數個1),因此實際參與加密的的密鑰只有 56比特 。開始時,密鑰經過一個置換,然後經過循環左移和另一個置換分別得到子密鑰ki,供每一輪的迭代加密使用。每輪的置換函數都一樣,但是由於密鑰位的重復迭代使得子密鑰互不相同。

DES演算法 利用多次組合替代演算法和換位演算法,分散和錯亂的相互作用,把明文編製成密碼強度很高的密文,它的加密和解密用的是同一演算法。

DES演算法詳述:DES對64位明文分組(密鑰56bit)進行操作。

1、 初始置換函數IP:64位明文分組x經過一個初始置換函數IP,產生64位的輸出x0,再將分組x0分成左半部分L0和右半部分R0:即將輸入的第58位換到第一位,第50位換到第2位,…,依次類推,最後一位是原來的第7位。L0、R0則是換位輸出後的兩部分,L0是輸出的左32位,R0是右32位。例,設置換前的輸入值為D1D2D3…D64,則經過初始置換後的結果為:L0=D58D50…D8;R0=D57D49…D7.其置換規則如表1所示。

DES加密過程最後的逆置換 IP^-1 ,是表1的 逆過程 。就是把原來的每一位都恢復過去,即把第1位的數據,放回到第58位,把第2位的數據,放回到第50位。

2、 獲取子密鑰 Ki :DES加密演算法的密鑰長度為56位,一般表示為64位(每個第8位用於奇偶校驗),將用戶提供的64位初始密鑰經過一系列的處理得到K1,K2,…,K16,分別作為 1~16 輪運算的 16個子密鑰 。

(1). 將64位密鑰去掉8個校驗位,用密鑰置換 PC-1 (表2)置換剩下的56位密鑰;

(2). 將56位分成前28位C0和後28位D0,即 PC-1(K56)=C0D0 ;

(3). 根據輪數,這兩部分分別循環左移1位或2位,表3:

(4). 移動後,將兩部分合並成56位後通過壓縮置換PC-2(表4)後得到48位子密鑰,即Ki=PC-2(CiDi).

子密鑰產生如圖2所示:

3、 密碼函數F(非線性的)

(1). 函數F的操作步驟:密碼函數F 的輸入是32比特數據和48比特的子密鑰:
A.擴展置換(E):將數據的右半部分Ri從32位擴展為48位。位選擇函數(也稱E盒),如表5所示:

B.異或:擴展後的48位輸出E(Ri)與壓縮後的48位密鑰Ki作異或運算;

C.S盒替代:將異或得到的48位結果分成八個6位的塊,每一塊通過對應的一個S盒產生一個4位的輸出。

(2)、D、P盒置換:將八個S盒的輸出連在一起生成一個32位的輸出,輸出結果再通過置換P產生一個32位的輸出即:F(Ri,Ki),F(Ri,Ki)演算法描述如圖3,最後,將P盒置換的結果與最初的64位分組的左半部分異或,然後,左、右半部分交換,開始下一輪計算。

4、密文輸出:經過16次迭代運算後,得到L16、R16,將此作為輸入,進行逆置換,即得到密文輸出。逆置換正好是初始置的逆運算。例如,第1位經過初始置換後,處於第40位,而通過逆置換,又將第40位換回到第1位,其逆置換規則如表8所示:

圖4為DES演算法加密原理圖:

DES演算法加密和解密過程採用相同的演算法,並採用相同的加密密鑰和解密密鑰,兩者的區別是:(1)、DES加密是從L0、R0到L15、R15進行變換,而解密時是從L15、R15到L0、R0進行變換的;(2)、加密時各輪的加密密鑰為K0K1…K15,而解密時各輪的解密密鑰為K15K14…K0;(3)、加密時密鑰循環左移,解密時密鑰循環右移。

DES加密過程分析:

(1)、首先要生成64位密鑰,這64位的密鑰經過「子密鑰演算法」換轉後,將得到總共16個子密鑰。將這些子密鑰標識為Kn(n=1,2,…,16)。這些子密鑰主要用於總共十六次的加密迭代過程中的加密工具。

(2)、其次要將明文信息按64位數據格式為一組,對所有明文信息進行分組處理。每一段的64位明文都要經過初試置換IP,置換的目的是將數據信息全部打亂重排。然後將打亂的數據分為左右兩塊,左邊一塊共32位為一組,標識為L0;右邊一塊也是32位為一組,標識為R0.

(3)、置換後的數據塊總共要進行總共十六次的加密迭代過程。加密迭代主要由加密函數f來實現。首先使用子密鑰K1對右邊32位的R0進行加密處理,得到的結果也是32位的;然後再將這個32位的結果數據與左邊32位的L0進行模2處理,從而再次得到一個32位的數據組。我們將最終得到的這個32位組數據,作為第二次加密迭代的L1,往後的每一次迭代過程都與上述過程相同。

(4)、在結束了最後一輪加密迭代之後,會產生一個64位的數據信息組,然後我們將這個64位數據信息組按原有的數據排列順序平均分為左右兩等分,然後將左右兩等分的部分進行位置調換,即原來左等分的數據整體位移至右側,而原來右等分的數據則整體位移至左側,這樣經過合並後的數據將再次經過逆初始置換IP^-1的計算,我們最終將得到一組64位的密文。

DES解密過程分析:DES的解密過程與它的加密過程是一樣的,這是由於DES演算法本身屬於對稱密碼體制演算法,其加密和解密的過程可以共用同一個過程和運算。

DES加密函數f:在DES演算法中,要將64位的明文順利加密輸出成64位的密文,而完成這項任務的核心部分就是加密函數f。加密函數f的主要作用是在第m次的加密迭代中使用子密鑰Km對Km-1進行加密操作。加密函數f在加密過程中總共需要運行16輪。

十六輪迭代演算法:它先將經過置換後的明文分成兩組,每組32位;同時密鑰也被分成了兩組,每組28位,兩組密鑰經過運算,再聯合成一個48位的密鑰,參與到明文加密的運算當中。S盒子,它由8個4*16的矩陣構成,每一行放著0到15的數據,順序各個不同,是由IBM公司設計好的。經過異或運算的明文,是一個48位的數據,在送入到S盒子的時候,被分成了8份,每份6位,每一份經過一個S盒子,經過運算後輸出為4位,即是一個0到15的數字的二進製表示形式。具體運算過程為,將輸入的6位中的第1位為第6位合並成一個二進制數,表示行號,其餘4位也合並成一個二進制數,表示列號。在當前S盒子中,以這個行號和列號為准,取出相應的數,並以二進制的形式表示,輸出,即得到4位的輸出,8個S盒子共計32位。

DES演算法優缺點:

(1)、產生密鑰簡單,但密鑰必須高度保密,因而難以做到一次一密;

(2)、DES的安全性依賴於密鑰的保密。攻擊破解DES演算法的一個主要方法是通過密鑰搜索,使用運算速度非常高的計算機通過排列組合枚舉的方式不斷嘗試各種可能的密鑰,直到破解為止。一般,DES演算法使用56位長的密鑰,通過簡單計算可知所有可能的密鑰數量最多是2^56個。隨著巨型計算機運算速度的不斷提高,DES演算法的安全性也將隨之下降,然而在一般的民用商業場合,DES的安全性仍是足夠可信賴的。

(3)、DES演算法加密解密速度比較快,密鑰比較短,加密效率很高但通信雙方都要保持密鑰的秘密性,為了安全還需要經常更換DES密鑰。

參考鏈接 : https://blog.csdn.net/fengbingchun/article/details/42273257

❷ DES是一種什麼加密演算法,其密鑰長度為56 bit,3DES是基於DES的加密方式,對明文

des是一直對稱加密演算法,就是加密的密鑰和解密的密鑰是一樣的。DES 使用一個 56 位的密鑰以及附加的 8 位奇偶校驗位,來生成最大64bit的分組大小。
DES 的常見變體是3 DES,使用 168 位的密鑰對資料進行三次加密的一種機制;它通常(但非始終)提供極其強大的安全性。如果三個 56 位的子元素都相同,則三重 DES 向後兼容 DES。

java des 默認採用什麼加密模式

JAVA和.NET的系統類庫里都有封裝DES對稱加密的實現方式,但是對外暴露的介面卻各不相同,甚至有時會讓自己難以解決其中的問題,比如JAVA加密後的結果在.NET中解密不出來等,由於最近項目有跨JAVA和.NET的加解密,經過我的分析調試,終於讓它們可以互相加密解密了。


DES加密

DES是一種對稱加密(Data Encryption Standard)演算法,以前我寫過一篇文章:.NET中加密解密相關知識,有過簡單描述。


DES演算法一般有兩個關鍵點,第一個是加密演算法,第二個是數據補位。


加密演算法常見的有ECB模式和CBC模式:

❹ 什麼是DES加密

des對稱加密,是一種對稱加密演算法。
數據加密演算法(Data Encryption Algorithm,DEA)是一種對稱加密演算法,很可能是使用最廣泛的密鑰系統,特別是在保護金融數據的安全中,最初開發的DEA是嵌入硬體中的。通常,自動取款機(Automated Teller Machine,ATM)都使用DEA。它出自IBM的研究工作,IBM也曾對它擁有幾年的專利權,但是在1983年已到期後,處於公有范圍中,允許在特定條件下可以免除專利使用費而使用。1977年被美國政府正式採納。

❺ 密碼技術(三、二)之對稱密碼(DES)

——用相同的密鑰進行加密和解密
此次主要介紹比特序列運算和XOR(異或)運算。這兩種運算在計算機數據處理中經常出現,因此大家應該在此屬性他們。

  DES(Data Encryption)是1977年美國聯邦信息處理標准(FIPS)中所採用的一種對稱密碼(FIPS46-3)。DES一直以來被美國及其他國家的政府和銀行等廣泛使用。
 隨著計算機的進步,現在DES已經能夠被暴力破解,強度大不如前了。20世紀末,RSA公司舉辦過破譯DES密鑰的比賽,我們可以看一看RSA公司官方公布的比賽結果:1997年的DES Challenge I 中用了96天破譯密鑰,1998年的DES Challenge II-1中用了41天,1998年的DES Challenge II-2中用了56小時,1999年的DES Challenge III 中只用了22小時15分鍾。
 由於DES的密文可以在短時間內被破譯,因此除了用它來解密一起的密文以外,現在我們不應該再使用DES了。

 DES是一種將64比特的明文加密成64比特的密文的對稱密碼演算法,它的密鑰的長度是56比特。盡管從規格上來說,DES的密鑰長度是64比特,但由於每隔7比特會設置一個用於錯誤檢查的比特,因此實質上其密鑰長度是56比特。
 DES 是以64比特的明文(比特序列)為一個單位來進行加密的,這個64比特的單位稱為 分組 ,一般來說,以分組為單位進行處理的密碼演算法稱為 分組密碼 ,DES就是分組密碼的一種。
 DES每次只能加密64比特的數據,如果要加密的明文比較長,就需要對DES加密進行迭代(反復),而迭代的具體方式就稱為 模式

 DES的基本結構是由Horst Feistel設計的,因此也稱為 Feistel網路(Feistel network) 、Feistel結構(Feistel structure)或者Feistel密碼(Feistel cipher)。這一結構不僅被用於DES,在其他很多密碼演算法中也有應用。
 Feistel網路中,加密的各個步驟稱為輪,整個加密過程就是進行若干次輪的循環,下圖,展現的是Feistel網路中一輪的計算流程。DES是一種16輪循環的Feistel網路。

 但是,這樣看來,「右側」根本沒有加密,因此我們需要用不同的子密鑰對一輪的處理重復若干次,並在沒兩輪處理指間將左側和有責的數據對調。

上圖展現了一個3輪的Feistel網路,3輪加密計算需要進行兩次左右對調。對調只在兩輪指間進行,租後一輪結束不需要對調。

那麼,Feistel網路如何解密呢?

如上圖所示,通過上述操作都能夠將密文正確的還原明文。

有多輪的情況也是一樣的,也就是說,Feistel網路的解密操作,只要按照相反的順序來使用子密鑰就可以完成了,而Feistel網路本身的結構,在加密和解密都是完全相同的。

該系列的主要內容來自《圖解密碼技術第三版》
我只是知識的搬運工
文章中的插圖來源於原著

❻ DES是什麼意思

DES全稱為Data Encryption Standard,即數據加密標准,是一種使用密鑰加密的塊演算法。

1977年被美國聯邦政府的國家標准局確定為聯邦資料處理標准(FIPS),並授權在非密級政府通信中使用,隨後該演算法在國際上廣泛流傳開來。需要注意的是,在某些文獻中,作為演算法的DES稱為數據加密演算法(Data Encryption Algorithm,DEA),已與作為標準的DES區分開來。

(6)des加密模式擴展閱讀:

1、數據加密標准

DES的原始思想可以參照二戰德國的恩格瑪機,其基本思想大致相同。傳統的密碼加密都是由古代的循環移位思想而來,恩格瑪機在這個基礎之上進行了擴散模糊。但是本質原理都是一樣的。現代DES在二進制級別做著同樣的事:替代模糊,增加分析的難度。

2、折疊加密原理

DES 使用一個 56 位的密鑰以及附加的 8 位奇偶校驗位,產生最大 64 位的分組大小。這是一個迭代的分組密碼,使用稱為 Feistel 的技術,其中將加密的文本塊分成兩半。使用子密鑰對其中一半應用循環功能,然後將輸出與另一半進行"異或"運算;接著交換這兩半,這一過程會繼續下去,但最後一個循環不交換。DES 使用 16 個循環,使用異或,置換,代換,移位操作四種基本運算。

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