众文网1.关于DES加密算法
数据加密算法 数据加密算法DES 数据加密算法（Data Encryption Algorithm,DEA）的数据加密标准（Data Encryption Standard,DES）是规范的描述，它出自 IBM 的研究工作，并在 1997 年被美国政府正式采纳。
它很可能是使用最广泛的秘钥系统，特别是在保护金融数据的安全中，最初开发的 DES 是嵌入硬 件中的。通常，自动取款机（Automated Teller Machine,ATM）都使用 DES。
DES 使用一个 56 位的密钥以及附加的 8 位奇偶校验位，产生最大 64 位的分组大小。这是一个迭代的分组密码，使用称为 Feistel 的技术，其中将加密的文本块分成两半。
使用子密钥对其中一半应用循环功能，然后将输出与另一半进行“异或”运算；接着交换这两半，这一过程会继续下去，但最后一个循环不交换。DES 使用 16 个循环。
攻击 DES 的主要形式被称为蛮力的或彻底密钥搜索，即重复尝试各种密钥直到有一个符合为止。如果 DES 使用 56 位的密钥，则可能的密钥数量是 2 的 56 次方个。
随着计算机系统能力的不断发展，DES 的安全性比它刚出现时会弱得多，然而从非关键性质的实际出发，仍可以认为它是足够的。不过 ，DES 现在仅用于旧系统的鉴定，而更多地选择新的加密标准 — 高级加密标准（Advanced Encryption Standard,AES）。
DES 的常见变体是三重 DES，使用 168 位的密钥对资料进行三次加密的一种机制；它通常（但非始终）提供极其强大的安全性。如果三个 56 位的子元素都相同，则三重 DES 向后兼容 DES。
IBM 曾对 DES 拥有几年的专利权，但是在 1983 年已到期，并且处于公有范围中，允许在特定条件下可以免除专利使用费而使用。
2.des算法加密解密的实现
一.加密 DES算法处理的数据对象是一组64比特的明文串。
设该明文串为m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串经过64比特的密钥K来加密，最后生成长度为64比特的密文E。
其加密过程图示如下： DES算法加密过程 对DES算法加密过程图示的说明如下：待加密的64比特明文串m，经过IP置换后，得到的比特串的下标列表如下： 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 该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1（子密钥的生成将在后面讲）经过变换f(R0,K1)(f变换将在下面讲)输出32位的比特串f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。
运算规则为： f1与L0做不进位的二进制加法运算后的结果赋给R1,R0则原封不动的赋给L1。L1与R0又做与以上完全相同的运算，生成L2,R2…… 一共经过16次运算。
最后生成R16和L16。其中R16为L15与f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果，L16是R15的直接赋值。
R16与L16合并成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。
R16与L16合并后成的比特串，经过置换IP-1后所得比特串的下标列表如下： 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 经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e.。 下面再讲一下变换f(Ri-1,Ki)。
它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图所示： 对f变换说明如下：输入Ri-1(32比特)经过变换E后，膨胀为48比特。
膨胀后的比特串的下标列表如下： 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 膨胀后的比特串分为8组，每组6比特。各组经过各自的S盒后，又变为4比特（具体过程见后），合并后又成为32比特。
该32比特经过P变换后，其下标列表如下： 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 经过P变换后输出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。 下面再讲一下S盒的变换过程。
任取一S盒。见图： 在其输入b1,b2,b3,b4,b5,b6中，计算出x=b1*2+b6, y=b5+b4*2+b3*4+b2*8，再从Si表中查出x 行，y 列的值Sxy。
将Sxy化为二进制，即得Si盒的输出。（S表如图所示） 至此，DES算法加密原理讲完了。
在VC++6.0下的程序源代码为： for(i=1;i<=64;i++) m1[i]=m[ip[i-1]];//64位明文串输入，经过IP置换。 下面进行迭代。
由于各次迭代的方法相同只是输入输出不同，因此只给出其中一次。以第八次为例：//进行第八次迭代。
首先进行S盒的运算，输入32位比特串。 for(i=1;i<=48;i++)//经过E变换扩充，由32位变为48位 RE1[i]=R7[E[i-1]]; for(i=1;i<=48;i++)//与K8按位作不进位加法运算 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组 { 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]； }//下面经过S盒，得到8个数。
S1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8分别为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个数变换输出二进制 { 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++)//经过P变换 frk[i]=f[P[i-1]];//S盒运算完成 for(i=1;i<33;i++)//左右交换 L8[i]=R7[i]; for(i=1;i<33;i++)//R8为L7与f(R,K)进行不进位二进制加法运算结果 { R8[i]=L7[i]+frk[i]; if(R8[i]==2) R8[i]=0； } [ 原创文档 本文适合中级读者 已阅读21783次 ] 文档 代码 工具 DES算法及其在VC++6.0下的实现（下） 作者：航天医学工程研究所四室 朱彦军 在《DES算法及其在VC++6.0下的实现（上）》中主要介绍了DES算法的基本原理，下面让我们继续： 二.子密钥的生成 64比特的密钥生成16个48比特的子密钥。其生成过程见图： 子密钥生成过程具体解释如下： 64比特的密钥K，经过PC-1后，生成56比特的串。
其下标如表所示： 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 该比特串分为长度相等的比特串C0和D0。然后C0和D0分别循环左移1位，得到C1和D1。
C1和D1合并起来生成C1D1。C1D1经过PC-2变换后即生成48比特的K1。
K1的下标列表为： PC-2 14 17 11 24 1 5 3 28 15 6 21 10 23 19。
3.DES加密算法
特点 分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。
编辑本段基本原理 入口参数有三个：key、data、mode。 key为加密解密使用的密钥，data为加密解密的数据，mode为其工作模式。
当模式为加密模式时，明文按照64位进行分组，形成明文组，key用于对数据加密，当模式为解密模式时，key用于对数据解密。实际运用中，密钥只用到了64位中的56位，这样才具有高的安全性。
DES( Data Encryption Standard)算法，于1977年得到美国政府的正式许可，是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。虽然56位密钥的DES算法已经风光不在，而且常有用Des加密的明文被破译的报道，但是了解一下昔日美国的标准加密算法总是有益的，而且目前DES算法得到了广泛的应用，在某些场合，仍然发挥着余热。
编辑本段密钥生成 取得密钥 从用户处取得一个64位（本文如未特指，均指二进制位））长的密码key ，去除64位密码中作为奇偶校验位的第8、16、24、32、40、48、56、64位，剩下的56位作为有效输入密钥.等分密钥 表1. DES加密算法 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 50 44 36 表2. 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 把在1步中生成的56位输入密钥分成均等的A,B两部分，每部分为28位，参照表1和表2把输入密钥的位值填入相应的位置. 按照表1所示A的第一位为输入的64位密钥的第57位，A的第2位为64位密钥的第49位，。，依此类推，A的最后一位最后一位是64位密钥的第36位。
密钥移位 表3. i 1 2 3 4 5 6 7 8 DES加密算法 ǿ 1 1 2 2 2 2 2 2 i 9 10 11 12 13 14 15 16 ǿ 1 2 2 2 2 2 2 1 DES算法的密钥是经过16次迭代得到一组密钥的，把在1.1.2步中生成的A,B视为迭代的起始密钥，表3显示在第i次迭代时密钥循环左移的位数. 比如在第1次迭代时密钥循环左移1位，第3次迭代时密钥循环左移2位. 第9次迭代时密钥循环左移1位，第14次迭代时密钥循环左移2位. 第一次迭代： A(1) = ǿ（1） A B(1) = ǿ（1） B DES加密算法 第i次迭代： A(i) = ǿ（i） A(i-1) B(i) = ǿ（i） B(i-1) 实现接口函数的介绍 1 int des(char *data, char *key,int readlen) 参数： 1.存放待加密明文的内存指针（长度为readlen，可能经过填充； 2.存放用户输入的密钥内存的指针 3.待加密明文的长度（8字节的倍数） 功能： 生成加密密钥，把待加密的明文数据分割成64位的块，逐块完成16次迭代加密，密文存放在data所指向的内存中. 2 int Ddes(char *data, char *key,int readlen) 参数： 1.存放待解密文的内存指针（长度为readlen，可能经过填充； 2.存放用户输入的密钥内存的指针 3.待解密文的长度（ 8字节的倍数） 功能： 生成解密密钥，把待解密文分割成64位的块，逐块完成16次迭代解密，解密后的明文存放在data所指向的内存中. 3 int des3(char *data, char *key, int n ,int readlen) 参数： 1.存放待加密明文的内存指针（长度为readlen，可能经过填充； 2.存放用户输入的密钥内存的指针 DES加密算法 3.用户指定进行多少层加密 4.待加密明文的长度（8字节的倍数） 功能： 生成加密密钥，把待加密的明文分割成64位的块，把第i-1层加密后的密文作为第i层加密的明文输入，根据用户指定的加密层数进行n层加密，最终生成的密文存放在data所指向的内存中. 说明： 用户仅仅输入一条密钥，所有的加密密钥都是由这条密钥生成. 4 int Ddes3(char *data, char*key, int n ,int readlen) 参数： 1.存放待解密文的内存指针（长度为readlen，可能经过填充； 2.存放用户输入的密钥内存的指针 3.用户指定进行多少层解密 4.待解密文的长度（8字节的倍数） 功能： 生成解密密钥，把待解密文分割成64位的块，把第i-1层解密后的"明文"作为第i层解密的密文输入，根据用户指定的解密层数进行n层解密，最终生成的明文存放在data所指向的内存中. 说明： 用户仅仅输入一条密钥，所有的解密密钥都是由这条密钥生成. 5 int desN(char*data,char**key,int n_key,int readlen) 参数： 1.存放待加密明文的内存指针（长度为readlen，可能经过填充； 2.存放用户输入的密钥内存的指针 3.用户指定了多少条密钥 4.待加密明文的长度（8字节的倍数） 功能： DES加密算法生成加密密钥，把待加密的明文分割成64位的块，把第i-1层加密后的密文作为第i层加密的明文输入，根据用户指定的加密层数进行n层加密，最终生成的密文存放在data所指向的内存中. 说明： 这里用户通过输入的密钥条数决定加密的层数，每轮16次迭代加密所使用的加密密钥是由用户自定的对应密钥生成. 6 int DdesN(char*data,char**key,intn_key,int readlen) 参数： 1.存放待解密文的内存指针（长度为readlen，可能经过填充； 2.存放用户输入的密钥内存的指针 3.用户指定了多少条密钥 4.待解密文的长度（8字节的倍数） 功能： 生成解密密钥，把待解密文分割成64位的块，把第i-1层解密后的”明文”作为第i层解密的密文输入，根据用户指定的解密层数进行n层解密，最终生成的明文存放在data所指向的内存中. 说明： 这里用户通过输入的密钥条数决定解密的层数，每轮16次迭代加密所使用的。
4.des算法安全性分析
DES是一个对称算法：加密和解密用的是同一算法（除密钥编排不同以外），既可用于加密又可用于解密。
它的核心技术是：在相信复杂函数可以通过简单函数迭代若干圈得到的原则下，利用F函数及对合等运算，充分利用非线性运算。至今，最有效的破解DES算法的方法是穷举搜索法，那么56位长的密钥总共要测试256次，如果每100毫秒可以测试1次，那么需要7.2*1015秒，大约是228,493,000年。
但是，仍有学者认为在可预见的将来用穷举法寻找正确密钥已趋于可行，所以若要安全保护10年以上的数据最好。
5.des算法加密解密的实现
一.加密 DES算法处理的数据对象是一组64比特的明文串。
设该明文串为m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串经过64比特的密钥K来加密，最后生成长度为64比特的密文E。
其加密过程图示如下： DES算法加密过程 对DES算法加密过程图示的说明如下：待加密的64比特明文串m，经过IP置换后，得到的比特串的下标列表如下： 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 该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1（子密钥的生成将在后面讲）经过变换f(R0,K1)(f变换将在下面讲)输出32位的比特串f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。
运算规则为： f1与L0做不进位的二进制加法运算后的结果赋给R1,R0则原封不动的赋给L1。L1与R0又做与以上完全相同的运算，生成L2,R2…… 一共经过16次运算。
最后生成R16和L16。其中R16为L15与f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果，L16是R15的直接赋值。
R16与L16合并成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。
R16与L16合并后成的比特串，经过置换IP-1后所得比特串的下标列表如下： 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 经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e.。 下面再讲一下变换f(Ri-1,Ki)。
它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图所示： 对f变换说明如下：输入Ri-1(32比特)经过变换E后，膨胀为48比特。
膨胀后的比特串的下标列表如下： 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 膨胀后的比特串分为8组，每组6比特。各组经过各自的S盒后，又变为4比特（具体过程见后），合并后又成为32比特。
该32比特经过P变换后，其下标列表如下： 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 经过P变换后输出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。 下面再讲一下S盒的变换过程。
任取一S盒。见图： 在其输入b1,b2,b3,b4,b5,b6中，计算出x=b1*2+b6, y=b5+b4*2+b3*4+b2*8，再从Si表中查出x 行，y 列的值Sxy。
将Sxy化为二进制，即得Si盒的输出。（S表如图所示） 至此，DES算法加密原理讲完了。
在VC++6.0下的程序源代码为： for(i=1;i 评论0 0 0。
6.关于DES加密算法
数据加密算法
数据加密算法DES
数据加密算法（Data Encryption Algorithm,DEA）的数据加密标准（Data Encryption Standard,DES）是规范的描述，它出自 IBM 的研究工作，并在 1997 年被美国政府正式采纳。它很可能是使用最广泛的秘钥系统，特别是在保护金融数据的安全中，最初开发的 DES 是嵌入硬 件中的。通常，自动取款机（Automated Teller Machine,ATM）都使用 DES。
DES 使用一个 56 位的密钥以及附加的 8 位奇偶校验位，产生最大 64 位的分组大小。这是一个迭代的分组密码，使用称为 Feistel 的技术，其中将加密的文本块分成两半。使用子密钥对其中一半应用循环功能，然后将输出与另一半进行“异或”运算；接着交换这两半，这一过程会继续下去，但最后一个循环不交换。DES 使用 16 个循环。
攻击 DES 的主要形式被称为蛮力的或彻底密钥搜索，即重复尝试各种密钥直到有一个符合为止。如果 DES 使用 56 位的密钥，则可能的密钥数量是 2 的 56 次方个。随着计算机系统能力的不断发展，DES 的安全性比它刚出现时会弱得多，然而从非关键性质的实际出发，仍可以认为它是足够的。不过 ，DES 现在仅用于旧系统的鉴定，而更多地选择新的加密标准 — 高级加密标准（Advanced Encryption Standard,AES）。
DES 的常见变体是三重 DES，使用 168 位的密钥对资料进行三次加密的一种机制；它通常（但非始终）提供极其强大的安全性。如果三个 56 位的子元素都相同，则三重 DES 向后兼容 DES。
IBM 曾对 DES 拥有几年的专利权，但是在 1983 年已到期，并且处于公有范围中，允许在特定条件下可以免除专利使用费而使用。
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