DES分组密码实验报告一、DES算法的实现1．DES简介DES算法工作：如Mode为加密，则用Key去把数据Data进行加密，生成Data的密码形式（64位）作为DES的输出结果；如Mode为解密，则用Key去把密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式（64位）作为DES的输出结果。在通信网络的两端，双方约定一致的Key，在通信的源点用Key对核心数据进行DES加密，然后以密码形式在公共通信网（如电话网）中传输到通信网络的终点，数据到达目的地后，用同样的Key对密码数据进行解密，便再现了明码形式的核心数据。这样，便保证了核心数据（如PIN、MAC等）在公共通信网中传输的安全性和可靠性。2.DES算法详述（1）DES加密标准DES是对二元数字分组加密的分组密码算法，分组长度为64比特。每64位明文加密成64位密文，没有数据压缩和扩展，密钥长度为56比特，若输入64比特，则第8，16，24，32，40，48，56，64为奇偶校验位，所以，实际密钥只有56位。DES算法完全公开，其保密性完全依赖密钥。的加密过程可表示为：DES.m）T1··IP（T15DES(m)=IP-1T16·…T2算法框图：16右图面是完全轮DES算法DES轮16完全1图1初始置换IP初始置换是将输入的64位明文分为8个数组，每一组包括8位，按1至64编号。IP的置换规则如下表：表1IP置换规则585042342618102605244362820124625446383022146645648403224168574941332517915951433527191136153453729211356355473931231572IP-1是IP的逆置换由于第1位经过初始置换后，已处于第40位。逆置换就是再将第40位换回到第1位。逆置换规则如下表所示：2IP-置40848165624643239747155523633138646145422623037545135321612936444125220602835343115119592734242105018582633141949175725初始置换IP及其逆置换IP-1并没有密码学意义，因为置换前后的一一对应关系是已知的。它们的作用在于打乱原来输入明文的ASCⅡ码字划分的关系，并将原来明文的第m8，m16，m24，m32，0，8，m56，m64位（校验位）变成IP的输出的一个字节。3.DES算法的迭代过程图中Li-1和Ri-1分别是第i-1次迭代结果的左右两部分，各32比特。即Li=Ri-1,Ri=Li-1f(Ri-1,ki)。其中轮密钥Ki为48比特，函数F(R,K)的计算过程如图所示。轮输入的右半部分R为32比特，R首先被扩展成48比特，扩展过程由表3定义，其中将R的16个比特各重复一次。扩展后的48比特再与子密钥Ki异或，然后再通过一个S盒，产生32比特的输出。该输出再经过一个由表4定义的置换，产生的结果即为函数F(R,K)的输出。5432132967485131112891017161213141521161718192025222123242029272824252613228293031E扩展表348比特i轮子密钥，ki是ki是由64比特的初始密钥（亦称种子密钥）导出的第）盒（SubstitutionBoxes算法的关键是f(Ri-1,ki)的功能，其中的重点又在S-DES32比特。上。F函数的输出是3F函数计算过程图图?，SB）R施行代换K=B，对（E变为48位，记为ER）。计算E（R将经过一个扩展运算组，依次分为8个输入，4个输出，将B6此代换由8个代换盒组成，即S-盒。每个S-盒有C=，S-盒的输入，其输出为Cj个6位，记B=B1B2B3B4B5B6B7B8其中Bj作为第j每组选择压缩位输出的位输入，32的输出，所以代换S是一个48SC1C2C3C4C5C6C7C8就是代换。），即得F(R,K)4C运算，将结果再实行一个置换P（表算法中唯一的DESS-与置换P主要作用是增加算法的扩散效果。盒是E其中，扩展运算它的设计原则与过程一直因为种种不为人非线性部件，当然也就是整个算法的安全性所在。知的因素所限，而未被公布出来。盒如下表：S-表4S-盒函数1441312151183106125907S01574142131106121195381010515129738411413621113061131410215128491751074921312051111581463S510021581412169117133421568113512932411140710921518131034111451267084271496315511312111001111215145810649071332714121251091364815301112237011013698415141151558111241037131406912S97401561181353141012124485214130106912117151314863150101139211451279853014151361012124711S61211142153109805174135143581310715912601145135491314711812126150101113037541482151121096S814136597241510121301166131110038514915212741137141015...