1、DES算法及其應(yīng)用實(shí)現(xiàn),1,目錄,算法描述,算法概述,DES算法為密碼體制中的對(duì)稱(chēng)密碼體制，又被成為美國(guó)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，是1972年美國(guó)IBM公司研制的對(duì)稱(chēng)密碼體制加密算法。 DES工作的基本原理 入口參數(shù)有三個(gè):key、data、mode。 key為加密解密使用的密鑰，data為加密解密的數(shù)據(jù)，mode為其工作模式。當(dāng)模式為加密模式時(shí)，明文按照64位進(jìn)行分組，形成明文組，key用于對(duì)數(shù)據(jù)加密，當(dāng)模式為解密模式時(shí)，key用于對(duì)數(shù)據(jù)解密。,算法原理,算法原理初始置換,其功能是把輸入的64 位數(shù)據(jù)塊按位重新組合，并把輸出分為L(zhǎng)0、R0 兩部分，每部分各長(zhǎng)32 位 置換規(guī)則: 58 50 12 34

2、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,算法描述-迭代運(yùn)算,迭代運(yùn)算： Li=Ri-1 Ri=Li-1F（Ri-1，Ki）,算法描述迭代運(yùn)算(F變換),F變換： F（Ri-1，Ki） R 首先被擴(kuò)展為48bit，擴(kuò)展表如下： 32 1 2 3 4 5 4 5 6 7 8 9 8 9 10 11 1

3、2 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 擴(kuò)展后的48bit，再與子密鑰Ki 異或，然后通過(guò)一個(gè)S 盒，產(chǎn)生一個(gè)32bit 的輸出； 再進(jìn)行一次置換，得到F變換的輸出。置換規(guī)則如下： 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,算法描述迭代運(yùn)算(S盒),S盒變換： 輸入6bit，輸出4bit； 設(shè)DD1D2D3D4D5D6

4、 則令列= D2 D3D4D5，行D1D6 查表找到對(duì)應(yīng)的輸出。,算法描述迭代運(yùn)算(S盒),SBOX-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 SBOX-2 15, 1, 8, 14, 6, 11, 3, 4

5、, 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,算法描述迭代運(yùn)算(S盒),SBOX-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, 1

6、4, 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 SBOX-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,

7、 0, 6, 10, 1, 13, 8, 9, 4, 5, 11, 12, 7, 2, 14,算法描述迭代運(yùn)算(S盒),SBOX-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 SBOX-6 12, 1, 10,

8、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,算法描述迭代運(yùn)算(S盒),SBOX-7 4, 11, 2, 14, 15, 0, 8, 13, 3, 12, 9, 7, 5, 10, 6, 1, 13, 0, 11, 7, 4, 9, 1,

9、 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 SBOX-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

10、, 5, 8, 2, 1, 14, 7, 4, 10, 8, 13, 15, 12, 9, 0, 3, 5, 6, 11,算法描述逆置換,逆置換表如下： 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,算法描述Key置換選擇1,初始Key 值為64 位，其中第8、16、.64 位是

11、奇偶校驗(yàn)位，不參與DES 運(yùn)算。故Key實(shí)際可用位數(shù)便只有56 位 置換選擇1規(guī)則： 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,算法描述key左循環(huán)移位,左循環(huán)移位規(guī)則： 循環(huán)輪次 01 02 03 04 05 0

12、6 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 左移次數(shù) 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1,算法描述key置換選擇2,置換選擇2規(guī)則，輸出48bit subkey： 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,

13、 32,3DES介紹,兩個(gè)密鑰的三重DES 三個(gè)密鑰的三重DES,應(yīng)用實(shí)現(xiàn)加密解密,對(duì)數(shù)據(jù)的加密采用分組長(zhǎng)度為64位（8字節(jié)）或128位（16字節(jié)）分組加密算法，可以是電子密碼本（ECB）模式或密碼塊鏈接（CBC）模式,應(yīng)用實(shí)現(xiàn)加密解密(數(shù)據(jù)填充),填充并分塊 如果報(bào)文MSG的長(zhǎng)度不是分組長(zhǎng)度的整數(shù)倍，在MSG的右端加上1個(gè)80字節(jié)，然后再在右端加上最少的00字節(jié)，使得結(jié)果報(bào)文的長(zhǎng)度MSG：=(MSG|80|00|00|00)是分組長(zhǎng)度的整數(shù)倍； 如果報(bào)文MSG的長(zhǎng)度是分組長(zhǎng)度的整數(shù)倍，不對(duì)數(shù)據(jù)作填充。 被加密數(shù)據(jù)首先要被格式化為以下形式的數(shù)據(jù)塊： 明文數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，不包括填充字符； 明文數(shù)據(jù)； 填充字符（按上述填充方式）。 然后MSG被拆分為8字節(jié)或16字節(jié)的塊X1，X2，XK。,應(yīng)用實(shí)現(xiàn)加密解密(ECB),用加密過(guò)程密鑰KS以ECB模式的分組加密算法將塊X1，X2，.，XK加密為分組長(zhǎng)度的塊Y1，Y2，.，YK因此當(dāng)i1，2，K時(shí)分別計(jì)算： Yi：=ALG(KS)Xi。,應(yīng)用實(shí)現(xiàn)加密解密(CBC),CBC模式 當(dāng)i1，2，K時(shí)分別計(jì)算： Yi：=ALG(KS)XiYi-1， Y0的初始值為： 對(duì)應(yīng)64位分組加密算法 Y0：=(00|00|00|00|00|00|00|00) 對(duì)應(yīng)128位分組加密算法 Y0：=(