《数据加密标准DES》PPT课件

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1、密码学第三讲（数据加密标准DES）张焕国武汉大学计算机学院目录1、密码学的基本概念2、古典密码3、数据加密标准（DES）4、高级数据加密标准（AES）5、中国商用密码（SMS4）6、分组密码的应用技术7、序列密码8、习题课：复习对称密码9、公开密钥密码（1）目录10、公开密钥密码（2）11、数字签名（1）12、数字签名（2）13、HASH函数14、认证15、密钥管理16、PKI技术17、习题课：复习公钥密码18、总复习/检查：综合实验一、DES的概况1、重要时间：1973年美国国家标准局（NBS）向社会公开征集加密算法，以制定加密算法标准；1974年第二次征集；1975年选中IBM的

2、算法，公布征求意见；1977年1月15日正式颁布；1998年底以后停用。1999年颁布3DES为新标准。一、DES的概况2、标准加密算法的目标①用于加密保护政府机构和商业部门的非机密的敏感数据。②用于加密保护静态存储和传输信道中的数据。③安全使用10~15年。一、DES的概况3、整体特点①分组密码:明文、密文和密钥的分组长度都是64位。②面向二进制的密码算法:因而能够加解密任何形式的计算机数据。③对合运算:因而加密和解密共用同一算法，使工程实现的工作量减半。④综合运用了置换、代替、代数等多种密码技术。一、DES的概况4、应用①许多国际组织采用为标准。②在全世界范围得到广泛应用。③产品

3、形式：软件（嵌入式，应用软件）硬件（芯片，插卡）5、结论用于其设计目标是安全的。设计精巧、实现容易、使用方便，堪称典范。二、算法总框图64位明文L0R0IPfR1L1K164位密文L15R15IP-1fL16R16fR2L2K16K21、64位密钥经子密钥产生算法产生出16个子密钥：K1，K2，...，K16，分别供第一次，第二次，...，第十六次加密迭代使用。2、64位明文经初始置换IP，将数据打乱重排并分成左右两半。左边为L0，右边为R0。3、第一次加密迭代：在子密钥K1的控制下，由加密函数f对R0加密：L0⊕f（R0，K1)以此作为第二次加密迭代的R1，以R0作为第二次加密迭代

4、的L1。三、加密过程4、第二次加密迭代至第十六次加密迭代分别用子密钥K2，...，K16进行，其过程与第一次加密迭代相同。5、第十六次加密迭代结束后，产生一个64位的数据组。以其左边32位作为R16，以其右边32位作为L16。6、L16与R16合并，再经过逆初始置换IP–1，将数据重新排列，便得到64位密文。三、加密过程7、DES加密过程的数学描述：Li=Ri-1Ri=Li-1⊕f(Ri-1,Ki)i=1,2,3,…161、功能：64位密钥经过置换选择1、循环左移、置换选择2等变换，产生16个子密钥K1，K2，…K16，分别供各次加密迭代使用。四、子密钥的产生64位密钥置换选择1C0

5、D0循环移位循环移位置换选择2C1D1循环移位循环移位置换选择2C15C15循环移位循环移位置换选择2K1K2K162．子密钥产生框图3、置换选择1：①、作用去掉密钥中的8个奇偶校验位。打乱重排，形成C0(左28位)，D0(右28位)。②、矩阵C0D0474941332517963554739312315158504234261876254463830221025951433527146615345372919113605244362113528201244、循环移位：①、作用对C0，D0分别循环移位。②、循环移位表迭代次数12345678910111213141516移位次数112

6、22222122222215、置换选择2：①、作用从Ci和Di（56位）中选择出一个48位的子密钥Ki。②、矩阵14171124153281562110Ci23191242681672720132415231374755304051453348Di444939563453464250362932五、初始置换IP①、作用把64位明文打乱重排。左一半为L0(左32位)，右一半为R0(右32位)。例：把输入的第1位置换到第40位，把输入的第58位置换到第1位。五、初始置换IP②、矩阵585042342618102605244362820124625446383022146645648403

7、22416857494133251791595143352719113615345372921135635547393123157六、逆初始置换IP－1①、作用把64位中间密文打乱重排。形成最终的64位密文。②、相逆性IP与IP－1互逆。例：在IP中把输入的第1位置换到第40位，而在IP－1中把输入的第40位置换到第1位。六、逆初始置换IP－1③、矩阵40848165624643239747155523633138646145422623037545135