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2017年9月24日 星期日

丁酉(鸡)年八月初五

des算法 - des算法  [回目录]

(图)des算法
des算法
DES算法为密码体制中的对称密码体制,又被成为美国数据加密标准,是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制加密算法。
  

其密钥长度为56位,明文按64位进行分组,将分组后的明文组和56位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。
  
目录
1des算法简介
2.加密算法特点

(图)des算法
des算法
3.基本原理
4.应用误区
5.参考资料 显示全部

des算法 - DES-加密算法特点 [回目录]

分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。
  

des算法 - DES-工作的基本原理 [回目录]

其入口参数有三个: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。
  

(图)des算法
des算法
DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是64位,整个算法的主流程图如下:
  
其功能是把输入的64位数据块按位重新组合,并把输出分为L0、R0两部分,每部分各长32位,其置换规则见下表:
  
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,
  
即将输入的第58位换到第一位,第50位换到第2位,...,依此类推,最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分,L0是输出的左32位,R0是右32位,例:设置换前的输入值为D1D2D3......D64,则经过初始置换后的结果为:L0=D58D50...D8;R0=D57D49...D7。
  

(图)des算法
des算法
经过16次迭代运算后。得到L16、R16,将此作为输入,进行逆置换,即得到密文输出。逆置换正好是初始置的逆运算。例如,第1位经过初始置换后,处于第40位,而通过逆置换,又将第40位换回到第1位,其逆置换规则如下表所示:
  
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,
  
34,2,42,10,50,18,5826,33,1,41,9,49,17,57,25,
  

(图)des算法
des算法
放大换位表
 
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,
  
单纯换位表
  
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,
  
在f(Ri,Ki)算法描述图中,S1,S2...S8为选择函数,其功能是把6bit数据变为4bit数据。下面给出选择函数Si(i=1,2......8)的功能表:
  
(图)des算法
des算法
选择函数Si

  
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:  

(图)des算法
des算法
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,
  

(图)des算法
des算法
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:
  

(图)des算法
des算法
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,
  

(图)des算法
des算法
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,
  
在此以S1为例说明其功能,我们可以看到:在S1中,共有4行数据,命名为0,1、2、3行;每行有16列,命名为0、1、2、3,......,14、15列。
  

现设输入为:D=D1D2D3D4D5D6
  

令:列=D2D3D4D5
  
行=D1D6
  
然后在S1表中查得对应的数,以4位二进制表示,此即为选择函数S1的输出。下面给出子密钥Ki(48bit)的生成算法
  

(图)des算法
des算法
子密钥Ki的生成算法描述图中我们可以看到:初始Key值为64位,但DES算法规定,其中第8、16、......64位是奇偶校验位,不参与DES运算。故Key实际可用位数便只有56位。即:经过缩小选择换位表1的变换后,Key的位数由64位变成了56位,此56位分为C0、D0两部分,各28位,然后分别进行第1次循环左移,得到C1、D1,将C1(28位)、D1(28位)合并得到56位,再经过缩小选择换位2,从而便得到了密钥K0(48位)。依此类推,便可得到K1、K2、......、K15,不过需要注意的是,16次循环左移对应的左移位数要依据下述规则进行:
  
循环左移位数
  

1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
  
以上介绍了DES算法的加密过程。DES算法的解密过程是一样的,区别仅仅在于第一次迭代时用子密钥K15,第二次K14、......,最后一次用K0,算法本身并没有任何变化。
  

des算法 - DES-算法的应用误区 [回目录]

DES算法具有极高安全性,到目前为止,除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外,还没有发现更有效的办法。而56位长的密钥的穷举空间为256,这意味着如果一台计算机的速度是每一秒种检测一百万个密钥,则它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间,可见,这是难以实现的,当然,随着科学技术的发展,当出现超高速计算机后,我们可考虑把DES密钥的长度再增长一些,以此来达到更高的保密程度。
  

(图)des算法
des算法
由上述DES算法介绍我们可以看到:DES算法中只用到64位密钥中的其中56位,而第8、16、24、......64位8个位并未参与DES运算,这一点,向我们提出了一个应用上的要求,即DES的安全性是基于除了8,16,24,......64位外的其余56位的组合变化256才得以保证的。因此,在实际应用中,我们应避开使用第8,16,24,......64位作为有效数据位,而使用其它的56位作为有效数据位,才能保证DES算法安全可靠地发挥作用。如果不了解这一点,把密钥Key的8,16,24,......64位作为有效数据使用,将不能保证DES加密数据的安全性,对运用DES来达到保密作用的系统产生数据被破译的危险,这正是DES算法在应用上的误区,留下了被人攻击、被人破译的极大隐患。



des算法 - 参考资料 [回目录]

(图)des算法
des算法
1.http://hi.baidu.com/caronation/blog/category/%BC%D3%C3%DC%BC%BC%CA%F5
2.http://hi.baidu.com/caronation/
3.http://www.pediy.com/tutorial/chap6/Chap6-3-2.htm
4.密码加密算法百科

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标签: des算法

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更新时间 : 2009-07-12

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