des演算法
是的,
最著名的保密密鑰或對稱密鑰加密演算法DES(Data Encryption Standard)是由IBM公司在70年代發展起來的,並經過政府的加密標准篩選後,於1976年11月被美國政府採用,DES隨後被美國國家標准局和美國國家標准協會(American National Standard Institute, ANSI) 承認。
DES使用56位密鑰對64位的數據塊進行加密,並對64位的數據塊進行16輪編碼。與每輪編碼時,一個48位的「每輪」密鑰值由56位的完整密鑰得出來。DES用軟體進行解碼需要用很長時間,而用硬體解碼速度非常快,但幸運的是當時大多數黑客並沒有足夠的設備製造出這種硬體設備。在1977年,人們估計要耗資兩千萬美元才能建成一個專門計算機用於DES的解密,而且需要12個小時的破解才能得到結果。所以,當時DES被認為是一種十分強壯的加密方法。
但是,當今的計算機速度越來越快了,製造一台這樣特殊的機器的花費已經降到了十萬美元左右,所以用它來保護十億美元的銀行間線纜時,就會仔細考慮了。另一個方面,如果只用它來保護一台伺服器,那麼DES確實是一種好的辦法,因為黑客絕不會僅僅為入侵一個伺服器而花那麼多的錢破解DES密文。由於現在已經能用二十萬美圓製造一台破譯DES的特殊的計算機,所以現在再對要求「強壯」加密的場合已經不再適用了。
三重DES
因為確定一種新的加密法是否真的安全是極為困難的,而且DES的唯一密碼學缺點,就是密鑰長度相對比較短,所以人們並沒有放棄使用DES,而是想出了一個解決其長度問題的方法,即採用三重DES。這種方法用兩個密鑰對明文進行三次加密,假設兩個密鑰是K1和K2,其演算法的步驟如圖5.9所示:
1. 用密鑰K1進行DEA加密。
2. 用K2對步驟1的結果進行DES解密。
3. 用步驟2的結果使用密鑰K1進行DES加密。
這種方法的缺點,是要花費原來三倍時間,從另一方面來看,三重DES的112位密鑰長度是很「強壯」的加密方式了
② des加密演算法(c/c++)
des.h文件:
#ifndefCRYPTOPP_DES_H
#defineCRYPTOPP_DES_H
#include"cryptlib.h"
#include"misc.h"
NAMESPACE_BEGIN(CryptoPP)
classDES:publicBlockTransformation
{
public:
DES(constbyte*userKey,CipherDir);
voidProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const;
voidProcessBlock(byte*inoutBlock)const
{DES::ProcessBlock(inoutBlock,inoutBlock);}
enum{KEYLENGTH=8,BLOCKSIZE=8};
unsignedintBlockSize()const{returnBLOCKSIZE;}
protected:
staticconstword32Spbox[8][64];
SecBlock<word32>k;
};
classDESEncryption:publicDES
{
public:
DESEncryption(constbyte*userKey)
:DES(userKey,ENCRYPTION){}
};
classDESDecryption:publicDES
{
public:
DESDecryption(constbyte*userKey)
:DES(userKey,DECRYPTION){}
};
classDES_EDE_Encryption:publicBlockTransformation
{
public:
DES_EDE_Encryption(constbyte*userKey)
:e(userKey,ENCRYPTION),d(userKey+DES::KEYLENGTH,DECRYPTION){}
voidProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const;
voidProcessBlock(byte*inoutBlock)const;
enum{KEYLENGTH=16,BLOCKSIZE=8};
unsignedintBlockSize()const{returnBLOCKSIZE;}
private:
DESe,d;
};
classDES_EDE_Decryption:publicBlockTransformation
{
public:
DES_EDE_Decryption(constbyte*userKey)
:d(userKey,DECRYPTION),e(userKey+DES::KEYLENGTH,ENCRYPTION){}
voidProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const;
voidProcessBlock(byte*inoutBlock)const;
enum{KEYLENGTH=16,BLOCKSIZE=8};
unsignedintBlockSize()const{returnBLOCKSIZE;}
private:
DESd,e;
};
classTripleDES_Encryption:publicBlockTransformation
{
public:
TripleDES_Encryption(constbyte*userKey)
:e1(userKey,ENCRYPTION),d(userKey+DES::KEYLENGTH,DECRYPTION),
e2(userKey+2*DES::KEYLENGTH,ENCRYPTION){}
voidProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const;
voidProcessBlock(byte*inoutBlock)const;
enum{KEYLENGTH=24,BLOCKSIZE=8};
unsignedintBlockSize()const{returnBLOCKSIZE;}
private:
DESe1,d,e2;
};
classTripleDES_Decryption:publicBlockTransformation
{
public:
TripleDES_Decryption(constbyte*userKey)
:d1(userKey+2*DES::KEYLENGTH,DECRYPTION),e(userKey+DES::KEYLENGTH,ENCRYPTION),
d2(userKey,DECRYPTION){}
voidProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const;
voidProcessBlock(byte*inoutBlock)const;
enum{KEYLENGTH=24,BLOCKSIZE=8};
unsignedintBlockSize()const{returnBLOCKSIZE;}
private:
DESd1,e,d2;
};
NAMESPACE_END
#endif
des.cpp文件:
//des.cpp-modifiedbyWeiDaifrom:
/*
*
*circa1987,'s1977
*publicdomaincode.,but
*theactualencrypt/
*Outerbridge'sDEScodeasprintedinSchneier's"AppliedCryptography."
*
*Thiscodeisinthepublicdomain.Iwouldappreciatebugreportsand
*enhancements.
*
*PhilKarnKA9Q,[email protected],August1994.
*/
#include"pch.h"
#include"misc.h"
#include"des.h"
NAMESPACE_BEGIN(CryptoPP)
/*
*Threeofthesetables,theinitialpermutation,thefinal
*,areregularenoughthat
*forspeed,wehard-codethem.They'rehereforreferenceonly.
*Also,,gensp.c,
*tobuildthecombinedSPbox,Spbox[].They'realsoherejust
*forreference.
*/
#ifdefnotdef
/*initialpermutationIP*/
staticbyteip[]={
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
};
/*finalpermutationIP^-1*/
staticbytefp[]={
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
};
/*expansionoperationmatrix*/
staticbyteei[]={
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
};
/*The(in)famousS-boxes*/
staticbytesbox[8][64]={
/*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
};
/*32--boxes*/
staticbytep32i[]={
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
};
#endif
/*permutedchoicetable(key)*/
staticconstbytepc1[]={
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
};
/*numberleftrotationsofpc1*/
staticconstbytetotrot[]={
1,2,4,6,8,10,12,14,15,17,19,21,23,25,27,28
};
/*permutedchoicekey(table)*/
staticconstbytepc2[]={
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
};
/*EndofDES-definedtables*/
/*bit0isleft-mostinbyte*/
staticconstintbytebit[]={
0200,0100,040,020,010,04,02,01
};
/*Setkey(initializekeyschelearray)*/
DES::DES(constbyte*key,CipherDirdir)
:k(32)
{
SecByteBlockbuffer(56+56+8);
byte*constpc1m=buffer;/*placetomodifypc1into*/
byte*constpcr=pc1m+56;/*placetorotatepc1into*/
byte*constks=pcr+56;
registerinti,j,l;
intm;
for(j=0;j<56;j++){/*convertpc1tobitsofkey*/
l=pc1[j]-1;/*integerbitlocation*/
m=l&07;/*findbit*/
pc1m[j]=(key[l>>3]&/*findwhichkeybytelisin*/
bytebit[m])/*andwhichbitofthatbyte*/
?1:0;/*andstore1-bitresult*/
}
for(i=0;i<16;i++){/*keychunkforeachiteration*/
memset(ks,0,8);/*Clearkeyschele*/
for(j=0;j<56;j++)/*rotatepc1therightamount*/
pcr[j]=pc1m[(l=j+totrot[i])<(j<28?28:56)?l:l-28];
/**/
for(j=0;j<48;j++){/*selectbitsindivially*/
/*checkbitthatgoestoks[j]*/
if(pcr[pc2[j]-1]){
/*maskitinifit'sthere*/
l=j%6;
ks[j/6]|=bytebit[l]>>2;
}
}
/*Nowconverttoodd/eveninterleavedformforuseinF*/
k[2*i]=((word32)ks[0]<<24)
|((word32)ks[2]<<16)
|((word32)ks[4]<<8)
|((word32)ks[6]);
k[2*i+1]=((word32)ks[1]<<24)
|((word32)ks[3]<<16)
|((word32)ks[5]<<8)
|((word32)ks[7]);
}
if(dir==DECRYPTION)//reversekeyscheleorder
for(i=0;i<16;i+=2)
{
std::swap(k[i],k[32-2-i]);
std::swap(k[i+1],k[32-1-i]);
}
}
/**/
/*Ccodeonlyinportableversion*/
//RichardOuterbridge'sinitialpermutationalgorithm
/*
inlinevoidIPERM(word32&left,word32&right)
{
word32work;
work=((left>>4)^right)&0x0f0f0f0f;
right^=work;
left^=work<<4;
work=((left>>16)^right)&0xffff;
right^=work;
left^=work<<16;
work=((right>>2)^left)&0x33333333;
left^=work;
right^=(work<<2);
work=((right>>8)^left)&0xff00ff;
left^=work;
right^=(work<<8);
right=rotl(right,1);
work=(left^right)&0xaaaaaaaa;
left^=work;
right^=work;
left=rotl(left,1);
}
inlinevoidFPERM(word32&left,word32&right)
{
word32work;
right=rotr(right,1);
work=(left^right)&0xaaaaaaaa;
left^=work;
right^=work;
left=rotr(left,1);
work=((left>>8)^right)&0xff00ff;
right^=work;
left^=work<<8;
work=((left>>2)^right)&0x33333333;
right^=work;
left^=work<<2;
work=((right>>16)^left)&0xffff;
left^=work;
right^=work<<16;
work=((right>>4)^left)&0x0f0f0f0f;
left^=work;
right^=work<<4;
}
*/
//WeiDai''sinitialpermutation
//algorithm,
//(likeinMSVC)
inlinevoidIPERM(word32&left,word32&right)
{
word32work;
right=rotl(right,4U);
work=(left^right)&0xf0f0f0f0;
left^=work;
right=rotr(right^work,20U);
work=(left^right)&0xffff0000;
left^=work;
right=rotr(right^work,18U);
work=(left^right)&0x33333333;
left^=work;
right=rotr(right^work,6U);
work=(left^right)&0x00ff00ff;
left^=work;
right=rotl(right^work,9U);
work=(left^right)&0xaaaaaaaa;
left=rotl(left^work,1U);
right^=work;
}
inlinevoidFPERM(word32&left,word32&right)
{
word32work;
right=rotr(right,1U);
work=(left^right)&0xaaaaaaaa;
right^=work;
left=rotr(left^work,9U);
work=(left^right)&0x00ff00ff;
right^=work;
left=rotl(left^work,6U);
work=(left^right)&0x33333333;
right^=work;
left=rotl(left^work,18U);
work=(left^right)&0xffff0000;
right^=work;
left=rotl(left^work,20U);
work=(left^right)&0xf0f0f0f0;
right^=work;
left=rotr(left^work,4U);
}
//
voidDES::ProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const
{
word32l,r,work;
#ifdefIS_LITTLE_ENDIAN
l=byteReverse(*(word32*)inBlock);
r=byteReverse(*(word32*)(inBlock+4));
#else
l=*(word32*)inBlock;
r=*(word32*)(inBlock+4);
#endif
IPERM(l,r);
constword32*kptr=k;
for(unsignedi=0;i<8;i++)
{
work=rotr(r,4U)^kptr[4*i+0];
l^=Spbox[6][(work)&0x3f]
^Spbox[4][(work>>8)&0x3f]
^Spbox[2][(work>>16)&0x3f]
^Spbox[0][(work>>24)&0x3f];
work=r^kptr[4*i+1];
l^=Spbox[7][(work)&0x3f]
^Spbox[5][(work>>8)&0x3f]
^Spbox[3][(work>>16)&0x3f]
^Spbox[1][(work>>24)&0x3f];
work=rotr(l,4U)^kptr[4*i+2];
r^=Spbox[6][(work)&0x3f]
^Spbox[4][(work>>8)&0x3f]
^Spbox[2][(work>>16)&0x3f]
^Spbox[0][(work>>24)&0x3f];
work=l^kptr[4*i+3];
r^=Spbox[7][(work)&0x3f]
^Spbox[5][(work>>8)&0x3f]
^Spbox[3][(work>>16)&0x3f]
^Spbox[1][(work>>24)&0x3f];
}
FPERM(l,r);
#ifdefIS_LITTLE_ENDIAN
*(word32*)outBlock=byteReverse(r);
*(word32*)(outBlock+4)=byteReverse(l);
#else
*(word32*)outBlock=r;
*(word32*)(outBlock+4)=l;
#endif
}
voidDES_EDE_Encryption::ProcessBlock(byte*inoutBlock)const
{
e.ProcessBlock(inoutBlock);
d.ProcessBlock(inoutBlock);
e.ProcessBlock(inoutBlock);
}
voidDES_EDE_Encryption::ProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const
{
e.ProcessBlock(inBlock,outBlock);
d.ProcessBlock(outBlock);
e.ProcessBlock(outBlock);
}
voidDES_EDE_Decryption::ProcessBlock(byte*inoutBlock)const
{
d.ProcessBlock(inoutBlock);
e.ProcessBlock(inoutBlock);
d.ProcessBlock(inoutBlock);
}
voidDES_EDE_Decryption::ProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const
{
d.ProcessBlock(inBlock,outBlock);
e.ProcessBlock(outBlock);
d.ProcessBlock(outBlock);
}
voidTripleDES_Encryption::ProcessBlock(byte*inoutBlock)const
{
e1.ProcessBlock(inoutBlock);
d.ProcessBlock(inoutBlock);
e2.ProcessBlock(inoutBlock);
}
voidTripleDES_Encryption::ProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const
{
e1.ProcessBlock(inBlock,outBlock);
d.ProcessBlock(outBlock);
e2.ProcessBlock(outBlock);
}
voidTripleDES_Decryption::ProcessBlock(byte*inoutBlock)const
{
d1.ProcessBlock(inoutBlock);
e.ProcessBlock(inoutBlock);
d2.ProcessBlock(inoutBlock);
}
voidTripleDES_Decryption::ProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const
{
d1.ProcessBlock(inBlock,outBlock);
e.ProcessBlock(outBlock);
d2.ProcessBlock(outBlock);
}
NAMESPACE_END
程序運行如下:
③ des演算法是一種什麼類型演算法
數據加密演算法DES
數據加密演算法(Data Encryption Algorithm,DEA)的數據加密標准(Data Encryption Standard,DES)是規范的描述,它出自 IBM 的研究工作,並在 1997 年被美國政府正式採納。它很可能是使用最廣泛的秘鑰系統,特別是在保護金融數據的安全中,最初開發的 DES 是嵌入硬 件中的。通常,自動取款機(Automated Teller Machine,ATM)都使用 DES。
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。
攻擊 DES 的主要形式被稱為蠻力的或徹底密鑰搜索,即重復嘗試各種密鑰直到有一個符合為止。如果 DES 使用 56 位的密鑰,則可能的密鑰數量是 2 的 56 次方個。隨著計算機系統能力的不斷發展,DES 的安全性比它剛出現時會弱得多,然而從非關鍵性質的實際出發,仍可以認為它是足夠的。不過 ,DES 現在僅用於舊系統的鑒定,而更多地選擇新的加密標准 — 高級加密標准(Advanced Encryption Standard,AES)。
DES 的常見變體是三重 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。
IBM 曾對 DES 擁有幾年的專利權,但是在 1983 年已到期,並且處於公有范圍中,允許在特定條件下可以免除專利使用費而使用。
④ des演算法的主要流程
DES演算法把64位的明文輸入塊變為64位的密文輸出塊,它所使用的密鑰也是64位,整個演算法的主流程圖如下: 其功能是把輸入的64位數據塊按位重新組合,並把輸出分為L0、R0兩部分,每部分各長32位,其置換規則見下表:
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,
即將輸入的第58位換到第一位,第50位換到第2位,...,依此類推,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。
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換的逆運算。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, 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, 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, 在f(Ri,Ki)演算法描述圖中,S1,S2...S8為選擇函數,其功能是把48bit數據變為32bit數據。下面給出選擇函數Si(i=1,2......8)的功能表:
選擇函數Si
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,
在此以S1為例說明其功能,我們可以看到:在S1中,共有4行數據,命名為0,1、2、3行;每行有16列,命名為0、1、2、3,......,14、15列。
現設輸入為:D=D1D2D3D4D5D6
令:列=D2D3D4D5
行=D1D6
然後在S1表中查得對應的數,以4位二進製表示,此即為選擇函數S1的輸出。下面給出子密鑰Ki(48bit)的生成演算法 1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
以上介紹了DES演算法的加密過程。DES演算法的解密過程是一樣的,區別僅僅在於第一次迭代時用子密鑰K15,第二次K14、......,最後一次用K0,演算法本身並沒有任何變化。
⑤ des演算法安全性分析
DES
是一個對稱演算法:加密和解密用的是同
一演算法(除密鑰編排不同以外),既可用於加密又可用於解密。它的核心技術是:在相信復雜函數可以通過簡單函數迭代若干圈得到的原則下,利用F函數及對合等運算,充分利用非線性運算。
至今,最有效的破解DES演算法的方法是窮舉搜索法,那麼56位長的密鑰總共要測試256次,如果每100毫秒可以測試1次,那麼需要7.2×1015秒,大約是228,493,000年。但是,仍有學者認為在可預見的將來用窮舉法尋找正確密鑰已趨於可行,所以若要安全保護10年以上的數據最好。
⑥ 什麼是DES演算法,什麼是3DES演算法
這是密碼學中的兩種加密演算法,只要學過密碼學究很清楚了
要想搞清楚推薦一本書清華大學出版的《現代密碼學》
你可以先看這了解一下
http://ke..com/view/584868.htm?fr=ala0_1
http://..com/question/4573004.html
⑦ 如何正確解密DES演算法
DES演算法處理的數據對象是一組64比特的明文串。設該明文串為m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串經過64比特的密鑰K來加密,最後生成長度為64比特的密文E。其加密過程圖示如下:
DES演算法加密過程
對DES演算法加密過程圖示的說明如下:待加密的64比特明文串m,經過IP置換後,得到的比特串的下標列表如下:
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
該比特串被分為32位的L0和32位的R0兩部分。R0子密鑰K1(子密鑰的生成將在後面講)經過變換f(R0,K1)(f變換將在下面講)輸出32位的比特串f1,f1與L0做不進位的二進制加法運算。運算規則為:
f1與L0做不進位的二進制加法運算後的結果賦給R1,R0則原封不動的賦給L1。L1與R0又做與以上完全相同的運算,生成L2,R2…… 一共經過16次運算。最後生成R16和L16。其中R16為L15與f(R15,K16)做不進位二進制加法運算的結果,L16是R15的直接賦值。
R16與L16合並成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16與L16合並後成的比特串,經過置換IP-1後所得比特串的下標列表如下:
IP-1 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
經過置換IP-1後生成的比特串就是密文e.。
下面再講一下變換f(Ri-1,Ki)。
它的功能是將32比特的輸入再轉化為32比特的輸出。其過程如圖所示:
對f變換說明如下:輸入Ri-1(32比特)經過變換E後,膨脹為48比特。膨脹後的比特串的下標列表如下:
E: 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 31
膨脹後的比特串分為8組,每組6比特。各組經過各自的S盒後,又變為4比特(具體過程見後),合並後又成為32比特。該32比特經過P變換後,其下標列表如下:
P: 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
經過P變換後輸出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。
下面再講一下S盒的變換過程。任取一S盒。見圖:
⑧ 求教des演算法的詳細過程
des演算法的詳細過程:
1-1、變換密鑰
取得64位的密鑰,每個第8位作為奇偶校驗位。
1-2、變換密鑰。
1-2-1、舍棄64位密鑰中的奇偶校驗位,根據下表(PC-1)進行密鑰變換得到56位的密鑰,在變換中,奇偶校驗位以被舍棄。
Permuted Choice 1 (PC-1)
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
1-2-2、將變換後的密鑰分為兩個部分,開始的28位稱為C[0],最後的28位稱為D[0]。
1-2-3、生成16個子密鑰,初始I=1。
1-2-3-1、同時將C[I]、D[I]左移1位或2位,根據I值決定左移的位數。見下表
I: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
左移位數: 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
1-2-3-2、將C[I]D[I]作為一個整體按下表(PC-2)變換,得到48位的K[I]
Permuted Choice 2 (PC-2)
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
1-2-3-3、從1-2-3-1處循環執行,直到K[16]被計算完成。
2、處理64位的數據
2-1、取得64位的數據,如果數據長度不足64位,應該將其擴展為64位(例如補零)
2-2、將64位數據按下表變換(IP)
Initial Permutation (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
2-3、將變換後的數據分為兩部分,開始的32位稱為L[0],最後的32位稱為R[0]。
2-4、用16個子密鑰加密數據,初始I=1。
2-4-1、將32位的R[I-1]按下表(E)擴展為48位的E[I-1]
Expansion (E)
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
2-4-2、異或E[I-1]和K[I],即E[I-1] XOR K[I]
2-4-3、將異或後的結果分為8個6位長的部分,第1位到第6位稱為B[1],第7位到第12位稱為B[2],依此類推,第43位到第48位稱為B[8]。
2-4-4、按S表變換所有的B[J],初始J=1。所有在S表的值都被當作4位長度處理。
2-4-4-1、將B[J]的第1位和第6位組合為一個2位長度的變數M,M作為在S[J]中的行號。
2-4-4-2、將B[J]的第2位到第5位組合,作為一個4位長度的變數N,N作為在S[J]中的列號。
2-4-4-3、用S[J][M][N]來取代B[J]。
Substitution Box 1 (S[1])
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
S[2]
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
S[3]
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
S[4]
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
S[5]
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
S[6]
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
S[7]
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
S[8]
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
2-4-4-4、從2-4-4-1處循環執行,直到B[8]被替代完成。
2-4-4-5、將B[1]到B[8]組合,按下表(P)變換,得到P。
Permutation P
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
2-4-6、異或P和L[I-1]結果放在R[I],即R[I]=P XOR L[I-1]。
2-4-7、L[I]=R[I-1]
2-4-8、從2-4-1處開始循環執行,直到K[16]被變換完成。
2-4-5、組合變換後的R[16]L[16](注意:R作為開始的32位),按下表(IP-1)變換得到最後的結果。
Final Permutation (IP**-1)
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
以上就是DES演算法的描述。