① DES演算法實現
完成一個DES 演算法的 詳細設計 ,內容包括：
DES（Data Encryption Standard）是一種用於電子數據加密的對稱密鑰塊加密演算法 .它以64位為分組長度，64位一組的明文作為演算法的輸入，通過一系列復雜的操作，輸出同樣64位長度的密文。DES 同樣採用64位密鑰，但由於每8位中的最後1位用於奇偶校驗，實際有效密鑰長度為56位。密鑰可以是任意的56位的數，且可隨時改變。
DES 使用加密密鑰定義變換過程，因此演算法認為只有持有加密所用的密鑰的用戶才能解密密文。DES的兩個重要的安全特性是混淆和擴散。其中 混淆 是指通過密碼演算法使明文和密文以及密鑰的關系非常復雜，無法從數學上描述或者統計。 擴散 是指明文和密鑰中的每一位信息的變動，都會影響到密文中許多位信息的變動，從而隱藏統計上的特性，增加密碼的安全。
DES演算法的基本過程是換位和置換。如圖，有16個相同的處理階段，稱為輪。還有一個初始和最終的排列，稱為 IP 和 FP，它們是反向的 (IP 取消 FP 的作用，反之亦然)。
在主輪之前，塊被分成兩個32位的一半和交替處理；這種縱橫交錯的方案被稱為Feistel 方法。Feistel 結構確保了解密和加密是非常相似的過程——唯一的區別是在解密時子鍵的應用順序是相反的。其餘的演算法是相同的。這大大簡化了實現，特別是在硬體中，因為不需要單獨的加密和解密演算法。
符號表示異或（XOR）操作。Feistel 函數將半塊和一些鍵合在一起。然後，將Feistel 函數的輸出與塊的另一半組合在一起，在下一輪之前交換這一半。在最後一輪之後，兩隊交換了位置；這是 Feistel 結構的一個特性，使加密和解密過程類似。
IP 置換表指定64位塊上的輸入排列。其含義如下：輸出的第一個比特來自輸入的第58位;第二個位來自第50位，以此類推，最後一個位來自第7位輸入。
最後的排列是初始排列的倒數。
展開函數被解釋為初始排列和最終排列。注意，輸入的一些位在輸出時是重復的;輸入的第5位在輸出的第6位和第8位中都是重復的。因此，32位半塊被擴展到48位。
P排列打亂了32位半塊的位元。
表的「左」和「右」部分顯示了來自輸入鍵的哪些位構成了鍵調度狀態的左和右部分。輸入的64位中只有56位被選中；剩下的8（8、16、24、32、40、48、56、64）被指定作為奇偶校驗位使用。
這個排列從56位鍵調度狀態為每輪選擇48位的子鍵。
這個表列出了DES中使用的8個S-box，每個S-box用4位的輸出替換6位的輸入。給定一個6位輸入，通過使用外部的兩個位選擇行，以及使用內部的四個位選擇列，就可以找到4位輸出。例如，一個輸入「011011」有外部位「01」和內部位「1101」。第一行為「00」，第一列為「0000」，S-box S5對應的輸出為「1001」(=9)，即第二行第14列的值。
DES演算法的基本流程圖如下：
DES演算法是典型的對稱加密演算法，在輸入64比特明文數據後，通過輸入64比特密鑰和演算法的一系列加密步驟後，可以得到同樣為64比特的密文數據。反之，我們通過已知的密鑰，可以將密文數據轉換回明文。 我們將演算法分為了三大塊：IP置換、16次T迭代和IP逆置換 ，加密和解密過程分別如下：
實驗的設計模式是自頂向下的結構，用C語言去分別是先各個函數的功能，最後通過主函數將所有函數進行整合，讓演算法更加清晰客觀。
通過IP置換表，根據表中所示下標，找到相應位置進行置換。
對於16次 迭代，我們先將傳入的經過 IP 混淆過的64位明文的左右兩部分，分別為32位的 和32位的 。之後我們將 和 進行交換，得到作為IP逆置換的輸入：
，
子密鑰的生成，經歷下面一系列步驟：首先對於64位密鑰，進行置換選擇，因為將用戶輸入的64 位經歷壓縮變成了56位，所以我們將左面和右面的各28位進行循環位移。左右兩部分分別按下列規則做循環移位：當 ，循環左移1位；其餘情況循環左移2位。最後將得到的新的左右兩部分進行連接得到56位密鑰。
對半塊的 Feistel 操作分為以下五步：
如上二圖表明，在給出正確的密碼後，可以得到對應的明文。
若密碼錯誤，將解碼出錯誤答案。
【1】 Data Encryption Standard
【2】 DES演算法的詳細設計（簡單實現）
【3】 深入理解並實現DES演算法
【4】 DES演算法原理完整版
【5】 安全體系（一）—— DES演算法詳解