《DES加密算法原理》PPT课件

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1、DES加密算法原理DES是在1970年代中期由美国IBM公司发展出来的，且被美国国家标准局（NBS）公布为数据加密标准的一种分组加密法。1972年，NBS制定了一个保护计算机和通信开发计划，准备开发一个标准的密码算法，来规范密码技术应用的混乱局面。1973年5月15日，NBS公开征集保密传输系统中计算机数据密码算法，由于此前公众对密码知识的缺乏，提交的方案均不理想。1974年8月27日，NBS再次发表征集公告，IBM公司提交了个良好的候选算法。该算法是LUCIFFER密码算法的改进，是由HostFeistel19

2、71年设计的。1975年3月17日，NBS在《联邦记事》上公布了这一算法的细节。1981年，美国国家标准研究所批准DES作为私营部门的数据加密标准。简介论文的结构和主要内容DES算法的总结构DES算法的基本运算DES子秘钥生成器DES算法的总结构DES是一个分组加密算法，它以64位为分组对数据加密，所用的加解密密钥也是64位大小，其中8个位用来做奇偶校验，所以实际用来加解密的密钥为56位。DES算法加密与解密所用的算法除了子密钥的顺序不同之外，其他的部分则是完全相同的。其加密/解密结构如图3.1所示。在结构图最上

3、方的64位输入可以是明文也可以是密文，视加密或解密而定，加密与解密的不同之处在于最右面密钥的顺序不同，加密的子密钥顺序为K1，K2，……，K16，而解密的子密钥顺序为K16，K15，……，K1。在进行加密或解密时，首先对输入的内容进行初始置换，然后分为L0和R0两部分，R0和子密钥K1进行f函数运算与L0异或后作为下一轮的R1，而R0作为下一轮的L1，如此运作16轮，再进行初始置换的逆置换，得到64位输出。DES算法的总结构DES算法的基本运算（1）初始置换IP和初始逆置换IP-1初始置换和初始逆置换为互逆运算，

4、初始置换发生在加/解密运算前，初始逆置换发生在加/解密运算后。初始置换和初始逆置换的变换分别如表3.1和表3.2所示。这里表格的数字是指数据所在的位置。（1）初始置换IP和初始逆置换IP-1初始置换和初始逆置换为互逆运算，初始置换发生在加/解密运算前，初始逆置换发生在加/解密运算后。初始置换和初始逆置换的变换分别如表3.1和表3.2所示。这里表格的数字是指数据所在的位置。数字是指数据所在的位置。DES算法的基本运算（2）E-扩展运算经过初始置换后，L0和R0分别为32位，而子密钥为48位，因此右部分输入数据要经过

5、扩展运算后才能和子密钥进行异或操作。扩展运算首先将32位数据分成8块，每块4位，然后将每个4位块扩展为6位块。扩展时，重复4位块的第一位和第四位，操作是块间交叉进行的，第一位和最后一位循环交叉，第二位和第三位原样定出。表3.3给出了扩展后输出位对应的输入位。DES算法的基本运算（3）S盒运算S盒运算有8个S盒构成，每个S盒有6位输入，4位输出。每个S盒输入的第一位和最后一位组成一个2位的二进数用来选择S盒的行，剩下的中间四位用来选择S盒的列，选择的行和列的交叉位置对应的数即为输出的十进制，转换后为4位二进制输出。

6、DES算法的基本运算（4）P-置换所有S盒的输出组成32位数据，P-置换是对这32位数进行变换，P-置换只进行简单置换不进行扩展和压缩。在DES算法基本运算中，其中E扩展运算、S盒和P置换又叫f函数，f函数是DES算法最重要的部分，数据加/解密基本上都属于f函数。DES子秘钥生成器在整个DES算法中，输入的密钥为64位，而实际每一轮加/解密中所用到的密钥为48位子密钥，因此，在DES算法中，除了基本运算外还要有子密钥生成器，对密钥进行运算得到所用的子密钥。子密钥的生成过程如下：首先通过密钥置换表PC-1对64位密

7、钥进行置换，去掉8位校验位留下真正需要的56位初始密钥。然后将初始密钥分为两个28位分组C0和D0，每个分组根据循环移位表循环1位或2位，得到C1和D1，C1和D1作为下一轮输入循环，同时C1和D1组成56位数据作为置换PC-2的输入，产生48位密钥K1，K2到K16采用相同的方法产生DES子秘钥生成器DES子秘钥生成器