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DES算法描述簡介

DES算法描述簡介

密碼學 - 分組密碼　時間：2005-7-21 23:04:09　來源：中國信息安全組織　點擊：554

1 簡介
DES是Data Encryption Standard（數(shù)據(jù)加密標準）的縮寫。它是由IBM公司研制的一種加密算法，美國國家標準局于1977年公布把它作為非機要部門使用的數(shù)據(jù)加密標準，二十年來，它一直活躍在國際保密通信的舞臺上，扮演了十分重要的角色[10]。
DES是一個分組加密算法，他以64位為分組對數(shù)據(jù)加密。同時DES也是一個對稱算法：加密和解密用的是同一個算法。它的密匙長度是56位（因為每個第8位都用作奇偶校驗），密匙可以是任意的56位的數(shù)，而且可以任意時候改變。其中有極少量的數(shù)被認為是弱密匙，但是很容易避開他們。所以保密性依賴于密鑰。
2 算法框架[11]：
DES對64(bit)位的明文分組M進行操作，M經(jīng)過一個初始置換IP置換成m0，將m0明文分成左半部分和右半部分m0=(L0,R0)，各32位長。然后進行16輪完全相同的運算，這些運算被稱為函數(shù)f，在運算過程中數(shù)據(jù)與密匙結合。經(jīng)過16輪后，左，右半部分合在一起經(jīng)過一個末置換，這樣就完成了[12]。
在每一輪中，密匙位移位，然后再從密匙的56位中選出48位。通過一個擴展置換將數(shù)據(jù)的右半部分擴展成48位，并通過一個異或操作替代成新的32位數(shù)據(jù)，在將其置換換一次。這四步運算構成了函數(shù)f。然后，通過另一個異或運算，函數(shù)f的輸出與左半部分結合，其結果成為新的右半部分，原來的右半部分成為新的左半部分。將該操作重復16次，就實現(xiàn)了。具體圖4所示。

                               圖4　DES算法框圖

3 DES解密
在經(jīng)過所有的代替、置換、異或盒循環(huán)之后，你也許認為解密算法與加密算法完全不同。恰恰相反，經(jīng)過精心選擇的各種操作，獲得了一個非常有用的性質(zhì)：加密和解密使用相同的算法。
DES加密和解密唯一的不同是密匙的次序相反。如果各輪加密密匙分別是K1,K2,K3….K16那么解密密匙就是K16,K15,K14…K1。
4 DES的幾種工作方式
第一種電子密本方式（ECB）
   將明文分成n個64比特分組，如果明文長度不是64比特的倍數(shù)，則在明文末尾填充適當數(shù)目的規(guī)定符號。對明文組用給定的密鑰分別進行加密，行密文C=(C0,C1,……,Cn-1)其中Ci=DES(K,xi),i=0,1,…..,n-1。
第二種密文分組鏈接方式（CBC）
   在CBC方式下，每個明文組xi在加密前與先一組密文按位模二加后，再送到DES加密，CBC方式克服了ECB方式報內(nèi)組重的缺點，但由于明文組加密前與一組密文有關，因此前一組密文的錯誤會傳播到下一組。
第三種密文反饋方式（CFB），可用于序列密碼
   明文X＝(x0,x1,……,xn-1)，其中xi由t個比特組成0 第四種輸出反饋方式（OFB），可用于序列密碼
   與CFB唯一不同的是OFB是直接取DES輸出的t個比特，而不是取密文的t個比特，其余都與CFB相同。但它取的是DES的輸出，所以它克服了CFB的密文錯誤傳播的缺點

Posted on 2005-12-14 10:15 艾凡赫閱讀(2740) 評論(2) 編輯收藏引用所屬分類: 算法

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