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。
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
❷ 對稱加密演算法中,des演算法的密鑰長度是多少,採用什麼進行加密
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
❸ 關於DES加密演算法
數據加密演算法
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。
❹ 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:
❺ des演算法加密解密的實現
本文介紹了一種國際上通用的加密演算法—DES演算法的原理,並給出了在VC++6.0語言環境下實現的源代碼。最後給出一個示例,以供參考。
關鍵字:DES演算法、明文、密文、密鑰、VC;
本文程序運行效果圖如下:
正文:
當今社會是信息化的社會。為了適應社會對計算機數據安全保密越來越高的要求,美國國家標准局(NBS)於1997年公布了一個由IBM公司研製的一種加密演算法,並且確定為非機要部門使用的數據加密標准,簡稱DES(Data Encrypton Standard)。自公布之日起,DES演算法作為國際上商用保密通信和計算機通信的最常用演算法,一直活躍在國際保密通信的舞台上,扮演了十分突出的角色。現將DES演算法簡單介紹一下,並給出實現DES演算法的VC源代碼。
DES演算法由加密、解密和子密鑰的生成三部分組成。
一.加密
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:
在其輸入b1,b2,b3,b4,b5,b6中,計算出x=b1*2+b6, y=b5+b4*2+b3*4+b2*8,再從Si表中查出x 行,y 列的值Sxy。將Sxy化為二進制,即得Si盒的輸出。(S表如圖所示)
至此,DES演算法加密原理講完了。在VC++6.0下的程序源代碼為:
for(i=1;i<=64;i++)
m1[i]=m[ip[i-1]];//64位明文串輸入,經過IP置換。
下面進行迭代。由於各次迭代的方法相同只是輸入輸出不同,因此只給出其中一次。以第八次為例://進行第八次迭代。首先進行S盒的運算,輸入32位比特串。
for(i=1;i<=48;i++)//經過E變換擴充,由32位變為48位
RE1[i]=R7[E[i-1]];
for(i=1;i<=48;i++)//與K8按位作不進位加法運算
RE1[i]=RE1[i]+K8[i];
for(i=1;i<=48;i++)
{
if(RE1[i]==2)
RE1[i]=0;
}
for(i=1;i<7;i++)//48位分成8組
{
s11[i]=RE1[i];
s21[i]=RE1[i+6];
s31[i]=RE1[i+12];
s41[i]=RE1[i+18];
s51[i]=RE1[i+24];
s61[i]=RE1[i+30];
s71[i]=RE1[i+36];
s81[i]=RE1[i+42];
}//下面經過S盒,得到8個數。S1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8分別為S表
s[1]=s1[s11[6]+s11[1]*2][s11[5]+s11[4]*2+s11[3]*4+s11[2]*8];
s[2]=s2[s21[6]+s21[1]*2][s21[5]+s21[4]*2+s21[3]*4+s21[2]*8];
s[3]=s3[s31[6]+s31[1]*2][s31[5]+s31[4]*2+s31[3]*4+s31[2]*8];
s[4]=s4[s41[6]+s41[1]*2][s41[5]+s41[4]*2+s41[3]*4+s41[2]*8];
s[5]=s5[s51[6]+s51[1]*2][s51[5]+s51[4]*2+s51[3]*4+s51[2]*8];
s[6]=s6[s61[6]+s61[1]*2][s61[5]+s61[4]*2+s61[3]*4+s61[2]*8];
s[7]=s7[s71[6]+s71[1]*2][s71[5]+s71[4]*2+s71[3]*4+s71[2]*8];
s[8]=s8[s81[6]+s81[1]*2][s81[5]+s81[4]*2+s81[3]*4+s81[2]*8];
for(i=0;i<8;i++)//8個數變換輸出二進制
{
for(j=1;j<5;j++)
{
temp[j]=s[i+1]%2;
s[i+1]=s[i+1]/2;
}
for(j=1;j<5;j++)
f[4*i+j]=temp[5-j];
}
for(i=1;i<33;i++)//經過P變換
frk[i]=f[P[i-1]];//S盒運算完成
for(i=1;i<33;i++)//左右交換
L8[i]=R7[i];
for(i=1;i<33;i++)//R8為L7與f(R,K)進行不進位二進制加法運算結果
{
R8[i]=L7[i]+frk[i];
if(R8[i]==2)
R8[i]=0;
}
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DES演算法及其在VC++6.0下的實現(下)
作者:航天醫學工程研究所四室 朱彥軍
在《DES演算法及其在VC++6.0下的實現(上)》中主要介紹了DES演算法的基本原理,下面讓我們繼續:
二.子密鑰的生成
64比特的密鑰生成16個48比特的子密鑰。其生成過程見圖:
子密鑰生成過程具體解釋如下:
64比特的密鑰K,經過PC-1後,生成56比特的串。其下標如表所示:
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
該比特串分為長度相等的比特串C0和D0。然後C0和D0分別循環左移1位,得到C1和D1。C1和D1合並起來生成C1D1。C1D1經過PC-2變換後即生成48比特的K1。K1的下標列表為:
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
C1、D1分別循環左移LS2位,再合並,經過PC-2,生成子密鑰K2……依次類推直至生成子密鑰K16。
注意:Lsi (I =1,2,….16)的數值是不同的。具體見下表:
迭代順序 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
生成子密鑰的VC程序源代碼如下:
for(i=1;i<57;i++)//輸入64位K,經過PC-1變為56位 k0[i]=k[PC_1[i-1]];
56位的K0,均分為28位的C0,D0。C0,D0生成K1和C1,D1。以下幾次迭代方法相同,僅以生成K8為例。 for(i=1;i<27;i++)//循環左移兩位
{
C8[i]=C7[i+2];
D8[i]=D7[i+2];
}
C8[27]=C7[1];
D8[27]=D7[1];
C8[28]=C7[2];
D8[28]=D7[2];
for(i=1;i<=28;i++)
{
C[i]=C8[i];
C[i+28]=D8[i];
}
for(i=1;i<=48;i++)
K8[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密鑰k8
注意:生成的子密鑰不同,所需循環左移的位數也不同。源程序中以生成子密鑰 K8為例,所以循環左移了兩位。但在編程中,生成不同的子密鑰應以Lsi表為准。
三.解密
DES的解密過程和DES的加密過程完全類似,只不過將16圈的子密鑰序列K1,K2……K16的順序倒過來。即第一圈用第16個子密鑰K16,第二圈用K15,其餘類推。
第一圈:
加密後的結果
L=R15, R=L15⊕f(R15,K16)⊕f(R15,K16)=L15
同理R15=L14⊕f(R14,K15), L15=R14。
同理類推:
得 L=R0, R=L0。
其程序源代碼與加密相同。在此就不重寫。
四.示例
例如:已知明文m=learning, 密鑰 k=computer。
明文m的ASCII二進製表示:
m= 01101100 01100101 01100001 01110010
01101110 01101001 01101110 01100111
密鑰k的ASCII二進製表示:
k=01100011 01101111 01101101 01110000
01110101 01110100 01100101 01110010
明文m經過IP置換後,得:
11111111 00001000 11010011 10100110 00000000 11111111 01110001 11011000
等分為左右兩段:
L0=11111111 00001000 11010011 10100110 R0=00000000 11111111 01110001 11011000
經過16次迭代後,所得結果為:
L1=00000000 11111111 01110001 11011000 R1=00110101 00110001 00111011 10100101
L2=00110101 00110001 00111011 10100101 R2=00010111 11100010 10111010 10000111
L3=00010111 11100010 10111010 10000111 R3=00111110 10110001 00001011 10000100
L4= R4=
L5= R5=
L6= R6=
L7= R7=
L8= R8=
L9= R9=
L10= R10=
L11= R11=
L12= R12=
L13= R13=
L14= R14=
L15= R15=
L16= R16=
其中,f函數的結果為:
f1= f2=
f3= f4=
f5= f6=
f7= f8=
f9= f10=
f11= f12=
f13= f14=
f15= f16=
16個子密鑰為:
K1= K2=
K3= K4=
K5= K6=
K7= K8=
K9= K10=
K11= K12=
K13= K14=
K15= K16=
S盒中,16次運算時,每次的8 個結果為:
第一次:5,11,4,1,0,3,13,9;
第二次:7,13,15,8,12,12,13,1;
第三次:8,0,0,4,8,1,9,12;
第四次:0,7,4,1,7,6,12,4;
第五次:8,1,0,11,5,0,14,14;
第六次:14,12,13,2,7,15,14,10;
第七次:12,15,15,1,9,14,0,4;
第八次:15,8,8,3,2,3,14,5;
第九次:8,14,5,2,1,15,5,12;
第十次:2,8,13,1,9,2,10,2;
第十一次:10,15,8,2,1,12,12,3;
第十二次:5,4,4,0,14,10,7,4;
第十三次:2,13,10,9,2,4,3,13;
第十四次:13,7,14,9,15,0,1,3;
第十五次:3,1,15,5,11,9,11,4;
第十六次:12,3,4,6,9,3,3,0;
子密鑰生成過程中,生成的數值為:
C0=0000000011111111111111111011 D0=1000001101110110000001101000
C1=0000000111111111111111110110 D1=0000011011101100000011010001
C2=0000001111111111111111101100 D2=0000110111011000000110100010
C3=0000111111111111111110110000 D3=0011011101100000011010001000
C4=0011111111111111111011000000 D4=1101110110000001101000100000
C5=1111111111111111101100000000 D5=0111011000000110100010000011
C6=1111111111111110110000000011 D6=1101100000011010001000001101
C7=1111111111111011000000001111 D7=0110000001101000100000110111
C8=1111111111101100000000111111 D8=1000000110100010000011011101
C9=1111111111011000000001111111 D9=0000001101000100000110111011
C10=1111111101100000000111111111 D10=0000110100010000011011101100
C11=1111110110000000011111111111 D11=0011010001000001101110110000
C12=1111011000000001111111111111 D12=1101000100000110111011000000
C13=1101100000000111111111111111 D13=0100010000011011101100000011
C14=0110000000011111111111111111 D14=0001000001101110110000001101
C15=1000000001111111111111111101 D15=0100000110111011000000110100
C16=0000000011111111111111111011 D16=1000001101110110000001101000
解密過程與加密過程相反,所得的數據的順序恰好相反。在此就不贅述。
參考書目:
《計算機系統安全》 重慶出版社 盧開澄等編著
《計算機密碼應用基礎》 科學出版社 朱文余等編著
《Visual C++ 6.0 編程實例與技巧》 機械工業出版社 王華等編著
❻ DES演算法加密的演算法步驟是
#define READFILESIZE 512
步驟:
1.從文件中讀取READFILESIZE個位元組的數據
2.,如果從文件中讀出的數據少於READFILESIZE個,以0補足,然後根據用戶指定的類型對這READFILESIZE個位元組的數據進行操作.
3.判斷文件是否結束,沒有則執行步驟1
4.把加密後的文件實際長度添加到密文的末尾
5.結束
採用一次只從文件讀取READFILESIZE個位元組是在為了防止由於需要加密或解密的文件太大導致內存不夠的情況出現。
❼ DES演算法加密後長度比原文增長多少! 跪求高手解答
不變的,64位加密之後還是變成64位進行下一輪加密,總之加密之前和加密之後長度是不變的
❽ 當待加密明文長度為任意長時,如何使用DES演算法來進行加密呢
不知道你用什麼語言,下面是C#的寫法。在C#里使用對稱加密不考慮明文大小,因為明文被處理成流.
public class TestClass
{
static void Main(string[] args)
{
byte[] key = new byte[] { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
byte[] iv = new byte[] { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes("任意長度字元串");
byte[] enBytes = Encrypt(bytes, key, iv);
}
static byte[] Encrypt(byte[] bytes, byte[] key, byte[] iv)
{
MemoryStream ms = new MemoryStream();
DESCryptoServiceProvider desCsp = new DESCryptoServiceProvider();
desCsp.BlockSize = iv.Length * 8;
CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, desCsp.CreateEncryptor(key, iv), CryptoStreamMode.Write);
cs.Write(bytes, 0, bytes.Length);
cs.FlushFinalBlock();
cs.Close();
desCsp.Clear();
return ms.ToArray();
}
}
❾ 怎麼用des演算法對文件進行加密
這個我不會
給文件加密,我使用的是超級加密3000.
超級加密3000有超快和最強的文件、文件夾加密功能、數據保護功能,文件夾、文件的粉碎刪除以及文件夾偽裝等功能。
❿ 推導DES加密演算法原理
密碼體制從原理上可分為2大類,即單鑰密碼體制和雙鑰密碼體制。
單鑰密碼體制是指信息的發送方和接受方共享一把鑰匙。在現代網路通信條件下,該 體制的一個關鍵問題是如何將密鑰安全可靠地分配給通信的對方,並進行密鑰管理。因此單 鑰密碼體制在實際應用中除了要設計出滿足安全性要求的加密演算法外,還必須解決好密碼的 產生、分配、傳輸、存儲和銷毀等多方面問題。單鑰密碼可分為古典密碼、流密碼和分組密 碼,DES就屬於分組密碼中的一種。
雙鑰密碼體制又稱公鑰密碼體制,其最大特點是採用2個密鑰將加密、解密分開。在 雙鑰體制下,每個用戶都擁有2把密鑰,—個公開,一個自己專用。當使用用戶專用密鑰加 密,而用該用戶公開密鑰解密時,則可實現一個被加密的消息能被多個用戶解讀;當使用 用戶公開密鑰加密,而用該用戶專用密鑰解密時,則可實現傳輸的信息只被一個用戶解讀。 前者常被用於數字簽名,後者常被用於保密通信。
DES演算法詳述
DES演算法把64位的明文輸入塊變為64位的密文輸出塊,他所使用的密鑰也是64位,DES對64 位的明文分組進行操作。通過一個初始置換,將明文分組分成左半部分和右半部分,各32位 長。然後進行16輪相同的運算,這些相同的運算被稱為函數f,在運算過程中數據和密 鑰相結合。經過16輪運算後左、右部分在一起經過一個置換(初始置換的逆置換),這樣算 法就完成了。