信息系統(tǒng)安全課程設計——DES加密與解密算法實現(xiàn)摘要DES算法屬于迭代的分組密碼算法，把64位的明文輸入塊變?yōu)?4位的密文輸出塊。，它是使用一個56位的密鑰以及附加的8位奇偶校驗位，利用16個循環(huán)、異或、置換、代換和移位操作四種基本運算產生最大64位的分組大小。關鍵詞：DES，分組密碼算法，密鑰，基本運算1系統(tǒng)的功能對字符串加密和解密可以對輸入的字符串使用特定的密鑰進行DES加密生成密文，并可以對DES加密后的密文利用原始密鑰實現(xiàn)解密功能還原成原始明文。對文件進行加密和解密在實現(xiàn)了DES對字符串的加解密功能后繼續(xù)實現(xiàn)對文件的加解密功能?？梢酝ㄟ^瀏覽選擇文件進行DES加密生成加密文件，并可以對DES加密后的文件利用原始密鑰實現(xiàn)解密還原成原始文件。2用戶使用方法（1）對字符串加密操作：在明文對應的輸入框以及密鑰對應的輸入框中輸入所需加密的明文和密鑰，點擊加密按鈕即可在密文的文本框中顯示密文。如需對明文和密鑰進行擴充只需在擴充框中輸入所需擴充的位數即可。（2）對字符串解密操作：對需輸入密文的文本框進行輸入后，輸入密鑰再點擊解密按鈕，即可在原文文本框中顯示明文。（3）對文件加密操作:點擊游覽，選擇所需加密的文件(推薦選擇文本文件)后，輸入密鑰點擊文件加密按鈕即可。（4）對文件解密操作：點擊游覽，選擇已經進行過加密的文件，輸入其所對應的密鑰后點擊文件解密按鈕即可。3開發(fā)的算法與關鍵技術 3.1主流程圖DES的每個分組是64位，即明文和密鑰都是64位（密鑰實際是56位，每字節(jié)第八位為校驗位）。DES算法流程圖的主流程圖如下： 3.2IP轉換：其功能是把輸入的64位數據塊按位重新組合，并把輸出分為L0、R0兩部分，每部分各長32位，其置換規(guī)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，最后一位是原來的第7位。L0、R0則是換位輸出后的兩部分，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，則經過初始置換后的命名為0，1、2、3行；每行有16列，命名為0、1、2、3，......，14、15列?，F(xiàn)設輸入為：D=D1D2D3D4D5D6令：列=D2D3D4D5行=D1D6然后在S1表中查得對應的數，以4位二進制表示，此即為選擇函數S1的輸出。3.4子密鑰的生成算法從子密鑰Ki的生成算法描述圖中我們可以看到：初始Key值為64位，但DES算法des算法規(guī)定，其中第8、16、......64位是奇偶校驗位，不參與DES運算。故Key實際可用位數便只有56位。即：經過縮小選擇換位表1的變換后，Key的位數由64位變成了56位，此56位分為C0、D0兩部分，各28位，然后分別進行第1次循環(huán)左移，得到C1、D1，將C1（28位）、D1（28位）合并得到56位，再經過縮小選擇換位2，從而便得到了密鑰K0（48位）。依此類推，便可得到K1、K2、......、K15，不過需要注意的是，16次循環(huán)左移對應的左移位數要依據下述規(guī)則進行：循環(huán)左移位數1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,13.5解密過程：DES算法的解密過程與加密過程是一樣的，區(qū)別僅僅在于第一次迭代時用子密鑰K15，第二次K14、......，最后一次用K0，算法本身并沒有任何變化。 3.5對文件進行加密的算法：文件為一連串的數據組成，對文件進行加密時，將數據每八個字節(jié)分為一組進行DES加密，然后將得到的一連串的密文進行連接，組成新的文件，即為加密后的文件。解密時也是將密文文件每八位一組進行DES解密，然后將得到的一連串的密文進行連接，即還原為原來的文件。4開發(fā)過程作為本小組的組長，因為在之前課堂上演示過AES加密和解密的算法，在本次課設中想嘗試實現(xiàn)DES的加解密算法。組員姚峣也體現(xiàn)出很大的興趣。由于上課過程中已經清楚了解DES的算法流程，在實現(xiàn)對字符串的加解密并不太難，只是其中出現(xiàn)的一些錯誤耗費了時間。之后考慮對文件進行加解密的算法實現(xiàn)，參考之前其他課設的經驗，實現(xiàn)對文件的加解密也不算太難。因為每個組員對DES的算法都很清晰明白，在共同編寫文檔的時候完成自個分工的任務時效率很高。5應用過程主程序5.1明文加密過程： 5.1.1輸入明文5.1.2輸入密鑰5.1.3顯示加密結果5.2密文解密過程5.2.1輸入密文5.2.2輸入密鑰5.2.3顯示密文解密結果5.3文件加密過程 5.3.1選擇文件 5.3.2輸入密鑰 5.3.3顯示文件加密結果 5.4文