加密的變換技術

① AES加密技術

關鍵字
藍牙
流加密
分組加密
des
aes
1
引言隨著機技術的迅速，網路中的信息安全問題越來...
vba、word和資料庫的聯合編程日期：2008-04-05
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摘要
本文介紹了用vba作為開發語言,用access或foxpro作為數據...
wsdxs.cn/html/pc-theory

② 加密技術分為哪兩類

加密技術分為：

1、對稱加密

對稱加密採用了對稱密碼編碼技術，它的特點是文件加密和解密使用相同的密鑰，即加密密鑰也可以用作解密密鑰，這種方法在密碼學中叫做對稱加密演算法，對稱加密演算法使用起來簡單快捷，密鑰較短，且破譯困難

2、非對稱

1976年，美國學者Dime和Henman為解決信息公開傳送和密鑰管理問題，提出一種新的密鑰交換協議，允許在不安全的媒體上的通訊雙方交換信息，安全地達成一致的密鑰，這就是「公開密鑰系統」。

加密技術的功能：

原有的單密鑰加密技術採用特定加密密鑰加密數據，而解密時用於解密的密鑰與加密密鑰相同，這稱之為對稱型加密演算法。採用此加密技術的理論基礎的加密方法如果用於網路傳輸數據加密，則不可避免地出現安全漏洞。

區別於原有的單密鑰加密技術，PKI採用非對稱的加密演算法，即由原文加密成密文的密鑰不同於由密文解密為原文的密鑰，以避免第三方獲取密鑰後將密文解密。

以上內容參考：網路—加密技術

③ 請哪位大神告知下磁碟加密的技術原理如何實現的呢

我們以AES加密舉例

AES簡介

高級加密標准(AES,Advanced Encryption Standard)為最常見的對稱加密演算法(微信小程序加密傳輸就是用這個加密演算法的)。對稱加密演算法也就是加密和解密用相同的密鑰，具體的加密流程如下圖：

④ 常用的加密演算法有哪些

對稱密鑰加密

對稱密鑰加密 Symmetric Key Algorithm 又稱為對稱加密、私鑰加密、共享密鑰加密：這類演算法在加密和解密時使用相同的密鑰，或是使用兩個可以簡單的相互推算的密鑰，對稱加密的速度一般都很快。

• 分組密碼

分組密碼 Block Cipher 又稱為「分塊加密」或「塊加密」，將明文分成多個等長的模塊，使用確定的演算法和對稱密鑰對每組分別加密解密。這也就意味著分組密碼的一個優點在於可以實現同步加密，因為各分組間可以相對獨立。

與此相對應的是流密碼：利用密鑰由密鑰流發生器產生密鑰流，對明文串進行加密。與分組密碼的不同之處在於加密輸出的結果不僅與單獨明文相關，而是與一組明文相關。

• DES、3DES

數據加密標准 DES Data Encryption Standard 是由IBM在美國國家安全局NSA授權下研製的一種使用56位密鑰的分組密碼演算法，並於1977年被美國國家標准局NBS公布成為美國商用加密標准。但是因為DES固定的密鑰長度，漸漸不再符合在開放式網路中的安全要求，已經於1998年被移出商用加密標准，被更安全的AES標准替代。

DES使用的Feistel Network網路屬於對稱的密碼結構，對信息的加密和解密的過程極為相似或趨同，使得相應的編碼量和線路傳輸的要求也減半。

DES是塊加密演算法，將消息分成64位，即16個十六進制數為一組進行加密，加密後返回相同大小的密碼塊，這樣，從數學上來說，64位0或1組合，就有2^64種可能排列。DES密鑰的長度同樣為64位，但在加密演算法中，每逢第8位，相應位會被用於奇偶校驗而被演算法丟棄，所以DES的密鑰強度實為56位。

3DES Triple DES，使用不同Key重復三次DES加密，加密強度更高，當然速度也就相應的降低。

• AES

高級加密標准 AES Advanced Encryption Standard 為新一代數據加密標准，速度快，安全級別高。由美國國家標准技術研究所NIST選取Rijndael於2000年成為新一代的數據加密標准。

AES的區塊長度固定為128位，密鑰長度可以是128位、192位或256位。AES演算法基於Substitution Permutation Network代換置列網路，將明文塊和密鑰塊作為輸入，並通過交錯的若干輪代換"Substitution"和置換"Permutation"操作產生密文塊。

AES加密過程是在一個4*4的位元組矩陣（或稱為體State）上運作，初始值為一個明文區塊，其中一個元素大小就是明文區塊中的一個Byte，加密時，基本上各輪加密循環均包含這四個步驟：



• ECC

ECC即 Elliptic Curve Cryptography 橢圓曲線密碼學，是基於橢圓曲線數學建立公開密鑰加密的演算法。ECC的主要優勢是在提供相當的安全等級情況下，密鑰長度更小。

ECC的原理是根據有限域上的橢圓曲線上的點群中的離散對數問題ECDLP，而ECDLP是比因式分解問題更難的問題，是指數級的難度。而ECDLP定義為：給定素數p和橢圓曲線E，對Q＝kP，在已知P，Q 的情況下求出小於p的正整數k。可以證明由k和P計算Q比較容易，而由Q和P計算k則比較困難。

• 數字簽名

數字簽名 Digital Signature 又稱公鑰數字簽名是一種用來確保數字消息或文檔真實性的數學方案。一個有效的數字簽名需要給接收者充足的理由來信任消息的可靠來源，而發送者也無法否認這個簽名，並且這個消息在傳輸過程中確保沒有發生變動。

數字簽名的原理在於利用公鑰加密技術，簽名者將消息用私鑰加密，然後公布公鑰，驗證者就使用這個公鑰將加密信息解密並對比消息。一般而言，會使用消息的散列值來作為簽名對象。

⑤ 經典加密方法主要使用了哪些加密技術

單項選擇題
經典加密方法所使用的加密技術不包括
(54)
。
A)
替換加密
B)
換位加密
C)
一次性填充
D)
DES
．
．
．
．
參考答案：D
[解析]
所謂經典加密方法主要是使用了3種加密技術：
(1)替換加密：用一個字母替換另一個字母。這種方法保留了明文的順序，可根據自然語言的統計特性(例如字母出現的頻率)破譯。
(2)換位加密(trAnsposition)：按照一定的規律重排字母的順序，
(3)一次性填充：把明文變為比特串(例如用ASCII編碼)，選擇一個等長的隨機比特串作為密鑰，對二者進行按位異或，得到密文。

⑥ 什麼是置換加密技術

加密技術包括兩個元素：演算法和密鑰。演算法是將普通的文本（或者可以理解的信息）與一串數字（密鑰）的結合，產生不可理解的密文的步驟，密鑰是用來對數據進行編碼和解碼的一種演算法。在安全保密中，可通過適當的密鑰加密技術和管理機制來保證網路的信息通訊安全。

密鑰加密技術的密碼體制分為對稱密鑰體制和非對稱密鑰體制兩種。相應地，對數據加密的技術分為兩類，即對稱加密（私人密鑰加密）和非對稱加密（公開密鑰加密）。對稱加密以數據加密標准（DES，Data Encryption Standard）演算法為典型代表，

非對稱加密通常以RSA（Rivest Shamir Adleman）演算法為代表。對稱加密的加密密鑰和解密密鑰相同，而非對稱加密的加密密鑰和解密密鑰不同，加密密鑰可以公開而解密密鑰需要保密。

(6)加密的變換技術擴展閱讀：

數據傳輸加密技術的目的是對傳輸中的數據流加密，通常有線路加密與端—端加密兩種。線路加密側重在線路上而不考慮信源與信宿。

是對保密信息通過各線路採用不同的加密密鑰提供安全保護。端—端加密指信息由發送端自動加密，並且由TCP/IP進行數據包封裝，然後作為不可閱讀和不可識別的數據穿過互聯網，當這些信息到達目的地，將被自動重組、解密，而成為可讀的數據。

數據存儲加密技術的目的是防止在存儲環節上的數據失密，數據存儲加密技術可分為密文存儲和存取控制兩種。前者一般是通過加密演算法轉換、附加密碼、加密模塊等方法實現；後者則是對用戶資格、許可權加以審查和限制，防止非法用戶存取數據或合法用戶越權存取數據。

⑦ 網路現代加密技術分幾種

１ 數據加密原理

１．１數據加密

在計算機上實現的數據加密，其加密或解密變換是由密鑰控制實現的。密鑰（Ｋｅｙｗｏｒｄ）是用戶按照一種密碼體制隨機選取，它通常是一隨機字元串，是控制明文和密文變換的唯一參數。
例：明文為字元串：
ＡＳ ＫＩＮＧＦＩＳＨＥＲＳ ＣＡＴＣＨ ＦＩＲＥ

（為簡便起見，假定所處理的數據字元僅為大寫字母和空格符）。
假定密鑰為字元串： ＥＬＩＯＴ

加密演算法為：
（１）將明文劃分成多個密鑰字元串長度大小的塊（空格符以″＋″表示）
ＡＳ＋ＫＩ ＮＧＦＩＳ ＨＥＲＳ＋ ＣＡＴＣＨ ＋ＦＩＲＥ
（２）用００～２６范圍的整數取代明文的每個字元，空格符＝００，Ａ＝０１，．．．，Ｚ＝２６：
０１１９００１１０９ １４０７０６０９１９ ０８０５１８１９００ ０３０１２００３０８ ０００６０９１８０５
（３） 與步驟２一樣對密鑰的每個字元進行取代：
０５１２０９１５２０
（４） 對明文的每個塊，將其每個字元用對應的整數編碼與密鑰中相應位置的字元的整數編碼的和模２７後的值取代：
（５） 將步驟４的結果中的整數編碼再用其等價字元替換：
ＦＤＩＺＢ ＳＳＯＸＬ ＭＱ＋ＧＴ ＨＭＢＲＡ ＥＲＲＦＹ

理想的情況是採用的加密模式使得攻擊者為了破解所付出的代價應遠遠超過其所獲得的利益。實際上，該目的適用於所有的安全性措施。這種加密模式的可接受的最終目標是：即使是該模式的發明者也無法通過相匹配的明文和密文獲得密鑰，從而也無法破解密文。

１．２數字簽名

密碼技術除了提供信息的加密解密外，還提供對信息來源的鑒別、保證信息的完整和不可否認等功能，而這三種功能都是通過數字簽名實現。

數字簽名是涉及簽名信息和簽名人私匙的計算結果。首先，簽名人的軟體對發送信息進行散列函數運算後，生成信息摘要（ｍｅｓｓａｇｅ ｄｉｇｅｓｔ）－－這段信息所特有的長度固定的信息表示，然後，軟體使用簽名人的私匙對摘要進行解密，將結果連同信息和簽名人的數字證書一同傳送給預定的接收者。而接收者的軟體會對收到的信息生成信息摘要（使用同樣的散列函數），並使用簽名人的公匙對簽名人生成的摘要進行解密。接收者的軟體也可以加以配置，驗證簽名人證書的真偽，確保證書是由可信賴的ＣＡ頒發，而且沒有被ＣＡ吊銷。如兩個摘要一樣，就表明接收者成功核實了數字簽名。

２ 加密體制及比較

根據密鑰類型不同將現代密碼技術分為兩類：一類是對稱加密（秘密鑰匙加密）系統，另一類是公開密鑰加密（非對稱加密）系統。

２．１對稱密碼加密系統

對稱鑰匙加密系統是加密和解密均採用同一把秘密鑰匙，而且通信雙方都必須獲得這把鑰匙，保持鑰匙的秘密。

對稱密碼系統的安全性依賴於以下兩個因素。第一，加密演算法必須是足夠強的，僅僅基於密文本身去解密信息在實踐上是不可能的；第二，加密方法的安全性依賴於密鑰的秘密性，而不是演算法的秘密性。因為演算法不需要保密，所以製造商可以開發出低成本的晶元以實現數據加密。這些晶元有著廣泛的應用，適合於大規模生產。

對稱加密系統最大的問題是密鑰的分發和管理非常復雜、代價高昂。比如對於具有ｎ個用戶的網路，需要ｎ（ｎ－１）／２個密鑰，在用戶群不是很大的情況下，對稱加密系統是有效的。但是對於大型網路，當用戶群很大，分布很廣時，密鑰的分配和保存就成了大問題。對稱加密演算法另一個缺點是不能實現數字簽名。

對稱加密系統最著名的是美國數據加密標准ＤＥＳ、ＡＥＳ（高級加密標准）和歐洲數據加密標准ＩＤＥＡ。１９７７年美國國家標准局正式公布實施了美國的數據加密標准ＤＥＳ，公開它的加密演算法，並批准用於非機密單位和商業上的保密通信。ＤＥＳ成為全世界使用最廣泛的加密標准。

但是，經過２０多年的使用，已經發現ＤＥＳ很多不足之處，對ＤＥＳ的破解方法也日趨有效。ＡＥＳ將會替代ＤＥＳ成為新一代加密標准。ＤＥＳ具有這樣的特性，其解密演算法與加密演算法相同，除了密鑰Ｋｅｙ的施加順序相反以外。

２．２ 公鑰密碼加密系統

公開密鑰加密系統採用的加密鑰匙（公鑰）和解密鑰匙（私鑰）是不同的。由於加密鑰匙是公開的，密鑰的分配和管理就很簡單，比如對於具有ｎ個用戶的網路，僅需要２ｎ個密鑰。公開密鑰加密系統還能夠很容易地實現數字簽名。因此，最適合於電子商務應用需要。在實際應用中，公開密鑰加密系統並沒有完全取代對稱密鑰加密系統，這是因為公開密鑰加密系統是基於尖端的數學難題，計算非常復雜，它的安全性更高，但它實現速度卻遠趕不上對稱密鑰加密系統。在實際應用中可利用二者的各自優點，採用對稱加密系統加密文件，採用公開密鑰加密系統加密″加密文件″的密鑰（會話密鑰），這就是混合加密系統，它較好地解決了運算速度問題和密鑰分配管理問題。

根據所基於的數學難題來分類，有以下三類系統目前被認為是安全和有效的：大整數因子分解系統（代表性的有ＲＳＡ）、橢圓曲線離散對數系統（ＥＣＣ）和離散對數系統（代表性的有ＤＳＡ）。

當前最著名、應用最廣泛的公鑰系統ＲＳＡ是由Ｒｉｖｅｔ、Ｓｈａｍｉｒ、Ａｄｅｌｍａｎ提出的（簡稱為ＲＳＡ系統），它加密演算法使用了兩個非常大的素數來產生公鑰和私鑰。現實中加密演算法都基於ＲＳＡ加密演算法。ｐｇｐ演算法（以及大多數基於ＲＳＡ演算法的加密方法）使用公鑰來加密一個對稱加密演算法的密鑰，然後再利用一個快速的對稱加密演算法來加密數據。這個對稱演算法的密鑰是隨機產生的，是保密的，因此，得到這個密鑰的唯一方法就是使用私鑰來解密。

ＲＳＡ方法的優點主要在於原理簡單，易於使用。隨著分解大整數方法的進步及完善、計算機速度的提高以及計算機網路的發展（可以使用成千上萬台機器同時進行大整數分解），作為ＲＳＡ加解密安全保障的大整數要求越來越大。為了保證ＲＳＡ使用的安全性，其密鑰的位數一直在增加，比如，目前一般認為ＲＳＡ需要１０２４位以上的字長才有安全保障。但是，密鑰長度的增加導致了其加解密的速度大為降低，硬體實現也變得越來越難以忍受，這對使用ＲＳＡ的應用帶來了很重的負擔，對進行大量安全交易的電子商務更是如此，從而使得其應用范圍越來越受到制約。

ＤＳＡ（ＤａｔａＳｉｇｎａｔｕｒｅＡｌｇｏｒｉｔｈｍ）是基於離散對數問題的數字簽名標准，它僅提供數字簽名，不提供數據加密功能。它也是一個″非確定性的″數字簽名演算法，對於一個報文Ｍ，它的簽名依賴於隨機數ｒ ?熏 這樣，相同的報文就可能會具有不同的簽名。另外，在使用相同的模數時，ＤＳＡ比ＲＳＡ更慢（兩者產生簽名的速度相同，但驗證簽名時ＤＳＡ比ＲＳＡ慢１０到４０倍）。
２．３ 橢圓曲線加密演算法ＥＣＣ技術優勢

安全性更高、演算法實現性能更好的公鑰系統橢圓曲線加密演算法ＥＣＣ（ＥｌｌｉｐｔｉｃＣｕｒｖｅＣｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ）基於離散對數的計算困難性。

⑧ 數據加密技術及其相關演算法

數據加密技術 所謂數據加密（Data Encryption）技術是指將一個信息（或稱明文，plain text）經過加密鑰匙（Encryption key）及加密函數轉換，變成無意義的密文（cipher text），而接收方則將此密文經過解密函數、解密鑰匙（Decryption key）還原成明文。加密技術是網路安全技術的基石。
數據加密技術要求只有在指定的用戶或網路下，才能解除密碼而獲得原來的數據，這就需要給數據發送方和接受方以一些特殊的信息用於加解密，這就是所謂的密鑰。其密鑰的值是從大量的隨機數中選取的。按加密演算法分為專用密鑰和公開密鑰兩種。
專用密鑰，又稱為對稱密鑰或單密鑰，加密和解密時使用同一個密鑰，即同一個演算法。如DES和MIT的Kerberos演算法。單密鑰是最簡單方式，通信雙方必須交換彼此密鑰，當需給對方發信息時，用自己的加密密鑰進行加密，而在接收方收到數據後，用對方所給的密鑰進行解密。當一個文本要加密傳送時，該文本用密鑰加密構成密文，密文在信道上傳送，收到密文後用同一個密鑰將密文解出來，形成普通文體供閱讀。在對稱密鑰中，密鑰的管理極為重要，一旦密鑰丟失，密文將無密可保。這種方式在與多方通信時因為需要保存很多密鑰而變得很復雜，而且密鑰本身的安全就是一個問題。
對稱密鑰是最古老的，一般說「密電碼」採用的就是對稱密鑰。由於對稱密鑰運算量小、速度快、安全強度高，因而目前仍廣泛被採用。
DES是一種數據分組的加密演算法，它將數據分成長度為64位的數據塊，其中8位用作奇偶校驗，剩餘的56位作為密碼的長度。第一步將原文進行置換，得到64位的雜亂無章的數據組；第二步將其分成均等兩段；第三步用加密函數進行變換，並在給定的密鑰參數條件下，進行多次迭代而得到加密密文。
公開密鑰，又稱非對稱密鑰，加密和解密時使用不同的密鑰，即不同的演算法，雖然兩者之間存在一定的關系，但不可能輕易地從一個推導出另一個。有一把公用的加密密鑰，有多把解密密鑰，如RSA演算法。
非對稱密鑰由於兩個密鑰（加密密鑰和解密密鑰）各不相同，因而可以將一個密鑰公開，而將另一個密鑰保密，同樣可以起到加密的作用。
在這種編碼過程中，一個密碼用來加密消息，而另一個密碼用來解密消息。在兩個密鑰中有一種關系，通常是數學關系。公鑰和私鑰都是一組十分長的、數字上相關的素數（是另一個大數字的因數）。有一個密鑰不足以翻譯出消息，因為用一個密鑰加密的消息只能用另一個密鑰才能解密。每個用戶可以得到唯一的一對密鑰，一個是公開的，另一個是保密的。公共密鑰保存在公共區域，可在用戶中傳遞，甚至可印在報紙上面。而私鑰必須存放在安全保密的地方。任何人都可以有你的公鑰，但是只有你一個人能有你的私鑰。它的工作過程是：「你要我聽你的嗎？除非你用我的公鑰加密該消息，我就可以聽你的，因為我知道沒有別人在偷聽。只有我的私鑰（其他人沒有）才能解密該消息，所以我知道沒有人能讀到這個消息。我不必擔心大家都有我的公鑰，因為它不能用來解密該消息。」
公開密鑰的加密機制雖提供了良好的保密性，但難以鑒別發送者，即任何得到公開密鑰的人都可以生成和發送報文。數字簽名機制提供了一種鑒別方法，以解決偽造、抵賴、冒充和篡改等問題。
數字簽名一般採用非對稱加密技術（如RSA），通過對整個明文進行某種變換，得到一個值，作為核實簽名。接收者使用發送者的公開密鑰對簽名進行解密運算，如其結果為明文，則簽名有效，證明對方的身份是真實的。當然，簽名也可以採用多種方式，例如，將簽名附在明文之後。數字簽名普遍用於銀行、電子貿易等。
數字簽名不同於手寫簽字：數字簽名隨文本的變化而變化，手寫簽字反映某個人個性特徵，是不變的；數字簽名與文本信息是不可分割的，而手寫簽字是附加在文本之後的，與文本信息是分離的。
值得注意的是，能否切實有效地發揮加密機制的作用，關鍵的問題在於密鑰的管理，包括密鑰的生存、分發、安裝、保管、使用以及作廢全過程。

⑨ 當前主流的加密技術有哪些

信息安全的重要性我們就不需再繼續強調了，無論企業還是個人，都對加密軟體的穩定性和安全性提出了更高的要求。可迎面而來更讓很多人困惑的是當加密軟體遍布市場令人應接不暇時，我們該如何去選擇。下面讓我們先來看一下目前主流的加密技術都有哪些。
1、
透明加密
透明加密技術是近年來針對企業文件保密需求應運而生的一種文件加密技術。所謂透明，是指對使用者來說是未知的。當使用者在打開或編輯指定文件時，系統將自動對未加密的文件進行加密，對已加密的文件自動解密。文件在硬碟上是密文，在內存中是明文。一旦離開使用環境，由於應用程序無法得到自動解密的服務而無法打開，從而起來保護文件內容的效果。
2、
驅動透明加密
驅動加密技術基於windows的文件系統（過濾）驅動（IFS）技術，工作在windows的內核層。我們在安裝計算機硬體時，經常要安裝其驅動，如列印機、U盤驅動。文件系統驅動就是把文件作為一種設備來處理的一種虛擬驅動。當應用程序對某種後綴文件進行操作時，文件驅動會監控到程序的操作，改變其操作方式，從而達到透明加密的效果。
3、
磁碟加密技術
磁碟加密技術相對於文檔加密技術，是在磁碟扇區級採用的加密技術，一般來說，該技術與上層應用無關，只針對特點的磁碟區域進行數據加密或者解密。
選擇加密軟體首先要考慮哪種加密技術更適合自己。其考核的標準是在進行各種大量文件操作後，文件是否會出現異常而無法打開，企業可以使用各種常規和非常規的方法來仔細測試；此外透明加密產品是否支持在網路文件系統下各種應用程序的正常工作也可以作為一個考核的要點。目前受關注度比較高的是透明加密技術，主要針對文檔信息安全，這也是因為辦公自動化的普及，企業內部的信息往來及重要機密都是以文檔的方式來存儲，因此透明加密方式更適合這種以文件安全防護為主的用戶，加密方式也更安全可靠。
我們知道office文檔可以通過設置密碼來進行加密，因此有些認為這樣便能很好地保護信息安全，但是他們沒有意識到現在黑客技術也在不斷的成熟，而且密碼加密有有機可乘的漏洞，並不能讓企業機密高枕無憂。因此安全度更高的透明加密更符合人們的需要，脫離使用環境時文件得不到解密服務而以密文的形式呈現，即使盜竊者拿到文件資料也是沒有辦法破解的，也就沒有任何利用價值。
加密技術是信息安全的核心技術，已經滲透到大部分安全產品之中。鵬宇成的免費加密軟體核心文件保護工具採用的是透明加密技術，通過伺服器端驗證來對文件進行正常的加密解密過程，並且集成外發文件控制系統保證對外發文件隨時可控，歡迎廣大用戶免費下載使用。

⑩ 對稱加密演算法之DES介紹

DES (Data Encryption Standard)是分組對稱密碼演算法。

DES演算法利用 多次組合替代演算法 和 換位演算法 ，分散和錯亂的相互作用，把明文編製成密碼強度很高的密文，它的加密和解密用的是同一演算法。

DES演算法，是一種 乘積密碼 ，其在演算法結構上主要採用了 置換 、 代替 、 模二相加 等函數，通過 輪函數 迭代的方式來進行計算和工作。

DES演算法也會使用到數據置換技術，主要有初始置換 IP 和逆初始置換 IP^-1 兩種類型。DES演算法使用置換運算的目的是將原始明文的所有格式及所有數據全部打亂重排。而在輪加密函數中，即將數據全部打亂重排，同時在數據格式方面，將原有的32位數據格式，擴展成為48位數據格式，目的是為了滿足S盒組對數據長度和數據格式規范的要求。

一組數據信息經過一系列的非線性變換以後，很難從中推導出其計算的過程和使用的非線性組合；但是如果這組數據信息使用的是線性變換，計算就容易的多。在DES演算法中，屬於非線性變換的計算過程只有S盒，其餘的數據計算和變換都是屬於線性變換，所以DES演算法安全的關鍵在於S盒的安全強度。此外，S盒和置換IP相互配合，形成了很強的抗差分攻擊和抗線性攻擊能力，其中抗差分攻擊能力更強一些。

DES演算法是一種分組加密機制，將明文分成N個組，然後對各個組進行加密，形成各自的密文，最後把所有的分組密文進行合並，形成最終的密文。

DES加密是對每個分組進行加密，所以輸入的參數為分組明文和密鑰，明文分組需要置換和迭代，密鑰也需要置換和循環移位。在初始置換IP中，根據一張8*8的置換表，將64位的明文打亂、打雜，從而提高加密的強度；再經過16次的迭代運算，在這些迭代運算中，要運用到子密鑰；每組形成的初始密文，再次經過初始逆置換 IP^-1 ，它是初始置換的逆運算，最後得到分組的最終密文。

圖2右半部分，給出了作用56比特密鑰的過程。DES演算法的加密密鑰是64比特，但是由於密鑰的第n*8(n=1,2…8)是校驗(保證含有奇數個1)，因此實際參與加密的的密鑰只有 56比特 。開始時，密鑰經過一個置換，然後經過循環左移和另一個置換分別得到子密鑰ki，供每一輪的迭代加密使用。每輪的置換函數都一樣，但是由於密鑰位的重復迭代使得子密鑰互不相同。

DES演算法 利用多次組合替代演算法和換位演算法，分散和錯亂的相互作用，把明文編製成密碼強度很高的密文，它的加密和解密用的是同一演算法。

DES演算法詳述：DES對64位明文分組(密鑰56bit)進行操作。

1、 初始置換函數IP：64位明文分組x經過一個初始置換函數IP，產生64位的輸出x0，再將分組x0分成左半部分L0和右半部分R0：即將輸入的第58位換到第一位，第50位換到第2位，…，依次類推，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.其置換規則如表1所示。

DES加密過程最後的逆置換 IP^-1 ，是表1的 逆過程 。就是把原來的每一位都恢復過去，即把第1位的數據，放回到第58位，把第2位的數據，放回到第50位。

2、 獲取子密鑰 Ki ：DES加密演算法的密鑰長度為56位，一般表示為64位(每個第8位用於奇偶校驗)，將用戶提供的64位初始密鑰經過一系列的處理得到K1,K2,…,K16，分別作為 1~16 輪運算的 16個子密鑰 。

(1). 將64位密鑰去掉8個校驗位，用密鑰置換 PC-1 (表2)置換剩下的56位密鑰；

(2). 將56位分成前28位C0和後28位D0，即 PC-1(K56)=C0D0 ;

(3). 根據輪數，這兩部分分別循環左移1位或2位，表3：

(4). 移動後，將兩部分合並成56位後通過壓縮置換PC-2(表4)後得到48位子密鑰，即Ki=PC-2(CiDi).

子密鑰產生如圖2所示：

3、 密碼函數F(非線性的)

(1). 函數F的操作步驟：密碼函數F 的輸入是32比特數據和48比特的子密鑰：
A．擴展置換(E):將數據的右半部分Ri從32位擴展為48位。位選擇函數(也稱E盒)，如表5所示：

B．異或：擴展後的48位輸出E(Ri)與壓縮後的48位密鑰Ki作異或運算；

C．S盒替代：將異或得到的48位結果分成八個6位的塊，每一塊通過對應的一個S盒產生一個4位的輸出。

(2)、D、P盒置換：將八個S盒的輸出連在一起生成一個32位的輸出，輸出結果再通過置換P產生一個32位的輸出即：F(Ri,Ki)，F(Ri,Ki)演算法描述如圖3，最後，將P盒置換的結果與最初的64位分組的左半部分異或，然後，左、右半部分交換，開始下一輪計算。

4、密文輸出：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，其逆置換規則如表8所示：

圖4為DES演算法加密原理圖：

DES演算法加密和解密過程採用相同的演算法，並採用相同的加密密鑰和解密密鑰，兩者的區別是：(1)、DES加密是從L0、R0到L15、R15進行變換，而解密時是從L15、R15到L0、R0進行變換的；(2)、加密時各輪的加密密鑰為K0K1…K15，而解密時各輪的解密密鑰為K15K14…K0；(3)、加密時密鑰循環左移，解密時密鑰循環右移。

DES加密過程分析：

(1)、首先要生成64位密鑰，這64位的密鑰經過「子密鑰演算法」換轉後，將得到總共16個子密鑰。將這些子密鑰標識為Kn(n=1,2,…,16)。這些子密鑰主要用於總共十六次的加密迭代過程中的加密工具。

(2)、其次要將明文信息按64位數據格式為一組，對所有明文信息進行分組處理。每一段的64位明文都要經過初試置換IP，置換的目的是將數據信息全部打亂重排。然後將打亂的數據分為左右兩塊，左邊一塊共32位為一組，標識為L0；右邊一塊也是32位為一組，標識為R0.

(3)、置換後的數據塊總共要進行總共十六次的加密迭代過程。加密迭代主要由加密函數f來實現。首先使用子密鑰K1對右邊32位的R0進行加密處理，得到的結果也是32位的；然後再將這個32位的結果數據與左邊32位的L0進行模2處理，從而再次得到一個32位的數據組。我們將最終得到的這個32位組數據，作為第二次加密迭代的L1，往後的每一次迭代過程都與上述過程相同。

(4)、在結束了最後一輪加密迭代之後，會產生一個64位的數據信息組，然後我們將這個64位數據信息組按原有的數據排列順序平均分為左右兩等分，然後將左右兩等分的部分進行位置調換，即原來左等分的數據整體位移至右側，而原來右等分的數據則整體位移至左側，這樣經過合並後的數據將再次經過逆初始置換IP^-1的計算，我們最終將得到一組64位的密文。

DES解密過程分析：DES的解密過程與它的加密過程是一樣的，這是由於DES演算法本身屬於對稱密碼體制演算法，其加密和解密的過程可以共用同一個過程和運算。

DES加密函數f：在DES演算法中，要將64位的明文順利加密輸出成64位的密文，而完成這項任務的核心部分就是加密函數f。加密函數f的主要作用是在第m次的加密迭代中使用子密鑰Km對Km-1進行加密操作。加密函數f在加密過程中總共需要運行16輪。

十六輪迭代演算法：它先將經過置換後的明文分成兩組，每組32位；同時密鑰也被分成了兩組，每組28位，兩組密鑰經過運算，再聯合成一個48位的密鑰，參與到明文加密的運算當中。S盒子，它由8個4*16的矩陣構成，每一行放著0到15的數據，順序各個不同，是由IBM公司設計好的。經過異或運算的明文，是一個48位的數據，在送入到S盒子的時候，被分成了8份，每份6位，每一份經過一個S盒子，經過運算後輸出為4位，即是一個0到15的數字的二進製表示形式。具體運算過程為，將輸入的6位中的第1位為第6位合並成一個二進制數，表示行號，其餘4位也合並成一個二進制數，表示列號。在當前S盒子中，以這個行號和列號為准，取出相應的數，並以二進制的形式表示，輸出，即得到4位的輸出，8個S盒子共計32位。

DES演算法優缺點：

(1)、產生密鑰簡單，但密鑰必須高度保密，因而難以做到一次一密；

(2)、DES的安全性依賴於密鑰的保密。攻擊破解DES演算法的一個主要方法是通過密鑰搜索，使用運算速度非常高的計算機通過排列組合枚舉的方式不斷嘗試各種可能的密鑰，直到破解為止。一般，DES演算法使用56位長的密鑰，通過簡單計算可知所有可能的密鑰數量最多是2^56個。隨著巨型計算機運算速度的不斷提高，DES演算法的安全性也將隨之下降，然而在一般的民用商業場合，DES的安全性仍是足夠可信賴的。

(3)、DES演算法加密解密速度比較快，密鑰比較短，加密效率很高但通信雙方都要保持密鑰的秘密性，為了安全還需要經常更換DES密鑰。

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