cdes加密解密演算法
java加密字元串可以使用des加密演算法，實例如下：
package test;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.security.*;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
/**
* 加密解密
*
* @author shy.qiu
* @since http://blog.csdn.net/qiushyfm
*/
public class CryptTest {
/**
* 進行MD5加密
*
* @param info
* 要加密的信息
* @return String 加密後的字元串
*/
public String encryptToMD5(String info) {
byte[] digesta = null;
try {
// 得到一個md5的消息摘要
MessageDigest alga = MessageDigest.getInstance("MD5");
// 添加要進行計算摘要的信息
alga.update(info.getBytes());
// 得到該摘要
digesta = alga.digest();
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
// 將摘要轉為字元串
String rs = byte2hex(digesta);
return rs;
}
/**
* 進行SHA加密
*
* @param info
* 要加密的信息
* @return String 加密後的字元串
*/
public String encryptToSHA(String info) {
byte[] digesta = null;
try {
// 得到一個SHA-1的消息摘要
MessageDigest alga = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
// 添加要進行計算摘要的信息
alga.update(info.getBytes());
// 得到該摘要
digesta = alga.digest();
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
// 將摘要轉為字元串
String rs = byte2hex(digesta);
return rs;
}
// //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* 創建密匙
*
* @param algorithm
* 加密演算法,可用 DES,DESede,Blowfish
* @return SecretKey 秘密（對稱）密鑰
*/
public SecretKey createSecretKey(String algorithm) {
// 聲明KeyGenerator對象
KeyGenerator keygen;
// 聲明 密鑰對象
SecretKey deskey = null;
try {
// 返回生成指定演算法的秘密密鑰的 KeyGenerator 對象
keygen = KeyGenerator.getInstance(algorithm);
// 生成一個密鑰
deskey = keygen.generateKey();
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
// 返回密匙
return deskey;
}
/**
* 根據密匙進行DES加密
*
* @param key
* 密匙
* @param info
* 要加密的信息
* @return String 加密後的信息
*/
public String encryptToDES(SecretKey key, String info) {
// 定義 加密演算法,可用 DES,DESede,Blowfish
String Algorithm = "DES";
// 加密隨機數生成器 (RNG),(可以不寫)
SecureRandom sr = new SecureRandom();
// 定義要生成的密文
byte[] cipherByte = null;
try {
// 得到加密/解密器
Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);
// 用指定的密鑰和模式初始化Cipher對象
// 參數:(ENCRYPT_MODE, DECRYPT_MODE, WRAP_MODE,UNWRAP_MODE)
c1.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, sr);
// 對要加密的內容進行編碼處理,
cipherByte = c1.doFinal(info.getBytes());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
// 返回密文的十六進制形式
return byte2hex(cipherByte);
}
/**
* 根據密匙進行DES解密
*
* @param key
* 密匙
* @param sInfo
* 要解密的密文
* @return String 返回解密後信息
*/
public String decryptByDES(SecretKey key, String sInfo) {
// 定義 加密演算法,
String Algorithm = "DES";
// 加密隨機數生成器 (RNG)
SecureRandom sr = new SecureRandom();
byte[] cipherByte = null;
try {
// 得到加密/解密器
Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);
// 用指定的密鑰和模式初始化Cipher對象
c1.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, sr);
// 對要解密的內容進行編碼處理
cipherByte = c1.doFinal(hex2byte(sInfo));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
// return byte2hex(cipherByte);
return new String(cipherByte);
}
// /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* 創建密匙組，並將公匙，私匙放入到指定文件中
*
* 默認放入mykeys.bat文件中
*/
public void createPairKey() {
try {
// 根據特定的演算法一個密鑰對生成器
KeyPairGenerator keygen = KeyPairGenerator.getInstance("DSA");
// 加密隨機數生成器 (RNG)
SecureRandom random = new SecureRandom();
// 重新設置此隨機對象的種子
random.setSeed(1000);
// 使用給定的隨機源（和默認的參數集合）初始化確定密鑰大小的密鑰對生成器
keygen.initialize(512, random);// keygen.initialize(512);
// 生成密鑰組
KeyPair keys = keygen.generateKeyPair();
// 得到公匙
PublicKey pubkey = keys.getPublic();
// 得到私匙
PrivateKey prikey = keys.getPrivate();
// 將公匙私匙寫入到文件當中
doObjToFile("mykeys.bat", new Object[] { prikey, pubkey });
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 利用私匙對信息進行簽名 把簽名後的信息放入到指定的文件中
*
* @param info
* 要簽名的信息
* @param signfile
* 存入的文件
*/
public void signToInfo(String info, String signfile) {
// 從文件當中讀取私匙
PrivateKey myprikey = (PrivateKey) getObjFromFile("mykeys.bat", 1);
// 從文件中讀取公匙
PublicKey mypubkey = (PublicKey) getObjFromFile("mykeys.bat", 2);
try {
// Signature 對象可用來生成和驗證數字簽名
Signature signet = Signature.getInstance("DSA");
// 初始化簽署簽名的私鑰
signet.initSign(myprikey);
// 更新要由位元組簽名或驗證的數據
signet.update(info.getBytes());
// 簽署或驗證所有更新位元組的簽名，返回簽名
byte[] signed = signet.sign();
// 將數字簽名,公匙,信息放入文件中
doObjToFile(signfile, new Object[] { signed, mypubkey, info });
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 讀取數字簽名文件 根據公匙，簽名，信息驗證信息的合法性
*
* @return true 驗證成功 false 驗證失敗
*/
public boolean validateSign(String signfile) {
// 讀取公匙
PublicKey mypubkey = (PublicKey) getObjFromFile(signfile, 2);
// 讀取簽名
byte[] signed = (byte[]) getObjFromFile(signfile, 1);
// 讀取信息
String info = (String) getObjFromFile(signfile, 3);
try {
// 初始一個Signature對象,並用公鑰和簽名進行驗證
Signature signetcheck = Signature.getInstance("DSA");
// 初始化驗證簽名的公鑰
signetcheck.initVerify(mypubkey);
// 使用指定的 byte 數組更新要簽名或驗證的數據
signetcheck.update(info.getBytes());
System.out.println(info);
// 驗證傳入的簽名
return signetcheck.verify(signed);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 將二進制轉化為16進制字元串
*
* @param b
* 二進制位元組數組
* @return String
*/
public String byte2hex(byte[] b) {
String hs = "";
String stmp = "";
for (int n = 0; n < b.length; n++) {
stmp = (java.lang.Integer.toHexString(b[n] & 0XFF));
if (stmp.length() == 1) {
hs = hs + "0" + stmp;
} else {
hs = hs + stmp;
}
}
return hs.toUpperCase();
}
/**
* 十六進制字元串轉化為2進制
*
* @param hex
* @return
*/
public byte[] hex2byte(String hex) {
byte[] ret = new byte[8];
byte[] tmp = hex.getBytes();
for (int i = 0; i < 8; i++) {
ret[i] = uniteBytes(tmp[i * 2], tmp[i * 2 + 1]);
}
return ret;
}
/**
* 將兩個ASCII字元合成一個位元組； 如："EF"--> 0xEF
*
* @param src0
* byte
* @param src1
* byte
* @return byte
*/
public static byte uniteBytes(byte src0, byte src1) {
byte _b0 = Byte.decode("0x" + new String(new byte[] { src0 }))
.byteValue();
_b0 = (byte) (_b0 << 4);
byte _b1 = Byte.decode("0x" + new String(new byte[] { src1 }))
.byteValue();
byte ret = (byte) (_b0 ^ _b1);
return ret;
}
/**
* 將指定的對象寫入指定的文件
*
* @param file
* 指定寫入的文件
* @param objs
* 要寫入的對象
*/
public void doObjToFile(String file, Object[] objs) {
ObjectOutputStream oos = null;
try {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
oos = new ObjectOutputStream(fos);
for (int i = 0; i < objs.length; i++) {
oos.writeObject(objs[i]);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
oos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* 返回在文件中指定位置的對象
*
* @param file
* 指定的文件
* @param i
* 從1開始
* @return
*/
public Object getObjFromFile(String file, int i) {
ObjectInputStream ois = null;
Object obj = null;
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
ois = new ObjectInputStream(fis);
for (int j = 0; j < i; j++) {
obj = ois.readObject();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return obj;
}
/**
* 測試
*
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
CryptTest jiami = new CryptTest();
// 執行MD5加密"Hello world!"
System.out.println("Hello經過MD5:" + jiami.encryptToMD5("Hello"));
// 生成一個DES演算法的密匙
SecretKey key = jiami.createSecretKey("DES");
// 用密匙加密信息"Hello world!"
String str1 = jiami.encryptToDES(key, "Hello");
System.out.println("使用des加密信息Hello為:" + str1);
// 使用這個密匙解密
String str2 = jiami.decryptByDES(key, str1);
System.out.println("解密後為：" + str2);
// 創建公匙和私匙
jiami.createPairKey();
// 對Hello world!使用私匙進行簽名
jiami.signToInfo("Hello", "mysign.bat");
// 利用公匙對簽名進行驗證。
if (jiami.validateSign("mysign.bat")) {
System.out.println("Success!");
} else {
System.out.println("Fail!");
}
}
}
B. des演算法加密解密的實現
本文介紹了一種國際上通用的加密演算法—DES演算法的原理，並給出了在VC++6.0語言環境下實現的源代碼。最後給出一個示例，以供參考。
關鍵字：DES演算法、明文、密文、密鑰、VC；
本文程序運行效果圖如下：
正文：
當今社會是信息化的社會。為了適應社會對計算機數據安全保密越來越高的要求，美國國家標准局(NBS)於1997年公布了一個由IBM公司研製的一種加密演算法，並且確定為非機要部門使用的數據加密標准，簡稱DES(Data Encrypton Standard)。自公布之日起，DES演算法作為國際上商用保密通信和計算機通信的最常用演算法，一直活躍在國際保密通信的舞台上，扮演了十分突出的角色。現將DES演算法簡單介紹一下，並給出實現DES演算法的VC源代碼。
DES演算法由加密、解密和子密鑰的生成三部分組成。
一．加密
DES演算法處理的數據對象是一組64比特的明文串。設該明文串為m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串經過64比特的密鑰K來加密，最後生成長度為64比特的密文E。其加密過程圖示如下：
DES演算法加密過程
對DES演算法加密過程圖示的說明如下：待加密的64比特明文串m，經過IP置換後，得到的比特串的下標列表如下：
IP 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
該比特串被分為32位的L0和32位的R0兩部分。R0子密鑰K1(子密鑰的生成將在後面講)經過變換f(R0,K1)（f變換將在下面講）輸出32位的比特串f1,f1與L0做不進位的二進制加法運算。運算規則為：
f1與L0做不進位的二進制加法運算後的結果賦給R1，R0則原封不動的賦給L1。L1與R0又做與以上完全相同的運算，生成L2，R2…… 一共經過16次運算。最後生成R16和L16。其中R16為L15與f(R15,K16)做不進位二進制加法運算的結果，L16是R15的直接賦值。
R16與L16合並成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16與L16合並後成的比特串，經過置換IP-1後所得比特串的下標列表如下：
IP-1 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 58 26
33 1 41 9 49 17 57 25
經過置換IP-1後生成的比特串就是密文e.。
下面再講一下變換f(Ri-1,Ki)。
它的功能是將32比特的輸入再轉化為32比特的輸出。其過程如圖所示：
對f變換說明如下：輸入Ri-1(32比特)經過變換E後，膨脹為48比特。膨脹後的比特串的下標列表如下：
E: 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 31
膨脹後的比特串分為8組，每組6比特。各組經過各自的S盒後，又變為4比特(具體過程見後)，合並後又成為32比特。該32比特經過P變換後，其下標列表如下：
P: 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
經過P變換後輸出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。
下面再講一下S盒的變換過程。任取一S盒。見圖：
在其輸入b1,b2,b3,b4,b5,b6中，計算出x=b1*2+b6, y=b5+b4*2+b3*4+b2*8，再從Si表中查出x 行，y 列的值Sxy。將Sxy化為二進制，即得Si盒的輸出。（S表如圖所示）
至此，DES演算法加密原理講完了。在VC++6.0下的程序源代碼為：
for(i=1;i<=64;i++)
m1[i]=m[ip[i-1]];//64位明文串輸入，經過IP置換。
下面進行迭代。由於各次迭代的方法相同只是輸入輸出不同，因此只給出其中一次。以第八次為例：//進行第八次迭代。首先進行S盒的運算，輸入32位比特串。
for(i=1;i<=48;i++)//經過E變換擴充，由32位變為48位
RE1[i]=R7[E[i-1]];
for(i=1;i<=48;i++)//與K8按位作不進位加法運算
RE1[i]=RE1[i]+K8[i];
for(i=1;i<=48;i++)
{
if(RE1[i]==2)
RE1[i]=0;
}
for(i=1;i<7;i++)//48位分成8組
{
s11[i]=RE1[i];
s21[i]=RE1[i+6];
s31[i]=RE1[i+12];
s41[i]=RE1[i+18];
s51[i]=RE1[i+24];
s61[i]=RE1[i+30];
s71[i]=RE1[i+36];
s81[i]=RE1[i+42];
}//下面經過S盒，得到8個數。S1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8分別為S表
s[1]=s1[s11[6]+s11[1]*2][s11[5]+s11[4]*2+s11[3]*4+s11[2]*8];
s[2]=s2[s21[6]+s21[1]*2][s21[5]+s21[4]*2+s21[3]*4+s21[2]*8];
s[3]=s3[s31[6]+s31[1]*2][s31[5]+s31[4]*2+s31[3]*4+s31[2]*8];
s[4]=s4[s41[6]+s41[1]*2][s41[5]+s41[4]*2+s41[3]*4+s41[2]*8];
s[5]=s5[s51[6]+s51[1]*2][s51[5]+s51[4]*2+s51[3]*4+s51[2]*8];
s[6]=s6[s61[6]+s61[1]*2][s61[5]+s61[4]*2+s61[3]*4+s61[2]*8];
s[7]=s7[s71[6]+s71[1]*2][s71[5]+s71[4]*2+s71[3]*4+s71[2]*8];
s[8]=s8[s81[6]+s81[1]*2][s81[5]+s81[4]*2+s81[3]*4+s81[2]*8];
for(i=0;i<8;i++)//8個數變換輸出二進制
{
for(j=1;j<5;j++)
{
temp[j]=s[i+1]%2;
s[i+1]=s[i+1]/2;
}
for(j=1;j<5;j++)
f[4*i+j]=temp[5-j];
}
for(i=1;i<33;i++)//經過P變換
frk[i]=f[P[i-1]];//S盒運算完成
for(i=1;i<33;i++)//左右交換
L8[i]=R7[i];
for(i=1;i<33;i++)//R8為L7與f(R,K)進行不進位二進制加法運算結果
{
R8[i]=L7[i]+frk[i];
if(R8[i]==2)
R8[i]=0;
}
[ 原創文檔 本文適合中級讀者 已閱讀21783次 ] 文檔 代碼 工具
DES演算法及其在VC++6.0下的實現(下)
作者：航天醫學工程研究所四室 朱彥軍
在《DES演算法及其在VC++6.0下的實現(上)》中主要介紹了DES演算法的基本原理，下面讓我們繼續：
二．子密鑰的生成
64比特的密鑰生成16個48比特的子密鑰。其生成過程見圖：
子密鑰生成過程具體解釋如下：
64比特的密鑰K，經過PC-1後，生成56比特的串。其下標如表所示：
PC-1 57 49 41 33 25 17 9
1 58 50 42 34 26 18
10 2 59 51 43 35 27
19 11 3 60 52 44 36
63 55 47 39 31 23 15
7 62 54 46 38 30 22
14 6 61 53 45 37 29
21 13 5 28 20 12 4
該比特串分為長度相等的比特串C0和D0。然後C0和D0分別循環左移1位，得到C1和D1。C1和D1合並起來生成C1D1。C1D1經過PC-2變換後即生成48比特的K1。K1的下標列表為：
PC-2 14 17 11 24 1 5
3 28 15 6 21 10
23 19 12 4 26 8
16 7 27 20 13 2
41 52 31 37 47 55
30 40 51 45 33 48
44 49 39 56 34 53
46 42 50 36 29 32
C1、D1分別循環左移LS2位，再合並，經過PC-2，生成子密鑰K2……依次類推直至生成子密鑰K16。
注意：Lsi (I =1,2,….16)的數值是不同的。具體見下表：
迭代順序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
左移位數 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
生成子密鑰的VC程序源代碼如下：
for(i=1;i<57;i++)//輸入64位K，經過PC-1變為56位 k0[i]=k[PC_1[i-1]];
56位的K0，均分為28位的C0，D0。C0，D0生成K1和C1，D1。以下幾次迭代方法相同，僅以生成K8為例。 for(i=1;i<27;i++)//循環左移兩位
{
C8[i]=C7[i+2];
D8[i]=D7[i+2];
}
C8[27]=C7[1];
D8[27]=D7[1];
C8[28]=C7[2];
D8[28]=D7[2];
for(i=1;i<=28;i++)
{
C[i]=C8[i];
C[i+28]=D8[i];
}
for(i=1;i<=48;i++)
K8[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密鑰k8
注意：生成的子密鑰不同，所需循環左移的位數也不同。源程序中以生成子密鑰 K8為例，所以循環左移了兩位。但在編程中，生成不同的子密鑰應以Lsi表為准。
三．解密
DES的解密過程和DES的加密過程完全類似，只不過將16圈的子密鑰序列K1，K2……K16的順序倒過來。即第一圈用第16個子密鑰K16，第二圈用K15，其餘類推。
第一圈：
加密後的結果
L=R15, R=L15⊕f(R15,K16)⊕f(R15,K16)=L15
同理R15=L14⊕f(R14,K15), L15=R14。
同理類推：
得 L=R0, R=L0。
其程序源代碼與加密相同。在此就不重寫。
四．示例
例如：已知明文m=learning, 密鑰 k=computer。
明文m的ASCII二進製表示：
m= 01101100 01100101 01100001 01110010
01101110 01101001 01101110 01100111
密鑰k的ASCII二進製表示：
k=01100011 01101111 01101101 01110000
01110101 01110100 01100101 01110010
明文m經過IP置換後，得：
11111111 00001000 11010011 10100110 00000000 11111111 01110001 11011000
等分為左右兩段：
L0=11111111 00001000 11010011 10100110 R0=00000000 11111111 01110001 11011000
經過16次迭代後，所得結果為：
L1=00000000 11111111 01110001 11011000 R1=00110101 00110001 00111011 10100101
L2=00110101 00110001 00111011 10100101 R2=00010111 11100010 10111010 10000111
L3=00010111 11100010 10111010 10000111 R3=00111110 10110001 00001011 10000100
L4= R4=
L5= R5=
L6= R6=
L7= R7=
L8= R8=
L9= R9=
L10= R10=
L11= R11=
L12= R12=
L13= R13=
L14= R14=
L15= R15=
L16= R16=
其中，f函數的結果為：
f1= f2=
f3= f4=
f5= f6=
f7= f8=
f9= f10=
f11= f12=
f13= f14=
f15= f16=
16個子密鑰為：
K1= K2=
K3= K4=
K5= K6=
K7= K8=
K9= K10=
K11= K12=
K13= K14=
K15= K16=
S盒中，16次運算時，每次的8 個結果為：
第一次：5，11，4，1，0，3，13，9；
第二次：7，13，15，8，12，12，13，1；
第三次：8，0，0，4，8，1，9，12；
第四次：0，7，4，1，7，6，12，4；
第五次：8，1，0，11，5，0，14，14；
第六次：14，12，13，2，7，15，14，10；
第七次：12，15，15，1，9，14，0，4；
第八次：15，8，8，3，2，3，14，5；
第九次：8，14，5，2，1，15，5，12；
第十次：2，8，13，1，9，2，10，2；
第十一次：10，15，8，2，1，12，12，3；
第十二次：5，4，4，0，14，10，7，4；
第十三次：2，13，10，9，2，4，3，13；
第十四次：13，7，14，9，15，0，1，3；
第十五次：3，1，15，5，11，9，11，4；
第十六次：12，3，4，6，9，3，3，0；
子密鑰生成過程中，生成的數值為：
C0=0000000011111111111111111011 D0=1000001101110110000001101000
C1=0000000111111111111111110110 D1=0000011011101100000011010001
C2=0000001111111111111111101100 D2=0000110111011000000110100010
C3=0000111111111111111110110000 D3=0011011101100000011010001000
C4=0011111111111111111011000000 D4=1101110110000001101000100000
C5=1111111111111111101100000000 D5=0111011000000110100010000011
C6=1111111111111110110000000011 D6=1101100000011010001000001101
C7=1111111111111011000000001111 D7=0110000001101000100000110111
C8=1111111111101100000000111111 D8=1000000110100010000011011101
C9=1111111111011000000001111111 D9=0000001101000100000110111011
C10=1111111101100000000111111111 D10=0000110100010000011011101100
C11=1111110110000000011111111111 D11=0011010001000001101110110000
C12=1111011000000001111111111111 D12=1101000100000110111011000000
C13=1101100000000111111111111111 D13=0100010000011011101100000011
C14=0110000000011111111111111111 D14=0001000001101110110000001101
C15=1000000001111111111111111101 D15=0100000110111011000000110100
C16=0000000011111111111111111011 D16=1000001101110110000001101000
解密過程與加密過程相反，所得的數據的順序恰好相反。在此就不贅述。
參考書目：
《計算機系統安全》 重慶出版社 盧開澄等編著
《計算機密碼應用基礎》 科學出版社 朱文余等編著
《Visual C++ 6.0 編程實例與技巧》 機械工業出版社 王華等編著
C. DES 加密演算法是怎樣的一種演算法要通俗解釋..
1977年1月，美國政府頒布：採納IBM公司設計的方案作為非機密數據的正式數據加密標准（DES棗Data Encryption Standard）。
目前在國內，隨著三金工程尤其是金卡工程的啟動，DES演算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站、高速公路收費站等領域被廣泛應用，以此來實現關鍵數據的保密，如信用卡持卡人的PIN的加密傳輸，IC卡與POS間的雙向認證、金融交易數據包的MAC校驗等，均用到DES演算法。
DES演算法的入口參數有三個：Key、Data、Mode。其中Key為8個位元組共64位，是DES演算法的工作密鑰；Data也為8個位元組64位，是要被加密或被解密的數據；Mode為DES的工作方式，有兩種：加密或解密。
DES演算法是這樣工作的：如Mode為加密，則用Key 去把數據Data進行加密， 生成Data的密碼形式（64位）作為DES的輸出結果；如Mode為解密，則用Key去把密碼形式的數據Data解密，還原為Data的明碼形式（64位）作為DES的輸出結果。在通信網路的兩端，雙方約定一致的Key，在通信的源點用Key對核心數據進行DES加密，然後以密碼形式在公共通信網（如電話網）中傳輸到通信網路的終點，數據到達目的地後，用同樣的Key對密碼數據進行解密，便再現了明碼形式的核心數據。這樣，便保證了核心數據（如PIN、MAC等）在公共通信網中傳輸的安全性和可靠性。
通過定期在通信網路的源端和目的端同時改用新的Key，便能更進一步提高數據的保密性，這正是現在金融交易網路的流行做法。
DES演算法詳述
DES演算法把64位的明文輸入塊變為64位的密文輸出塊，它所使用的密鑰也是64位，整個演算法的主流程圖如下：
其功能是把輸入的64位數據塊按位重新組合，並把輸出分為L0、R0兩部分，每部分各長32位，其置換規則見下表：
58,50,12,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,
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,
即將輸入的第58位換到第一位，第50位換到第2位，...，依此類推，最後一位是原來的第7位。L0、R0則是換位輸出後的兩部分，L0是輸出的左32位，R0 是右32位，例：設置換前的輸入值為D1D2D3......D64，則經過初始置換後的結果為：L0=D58D50...D8；R0=D57D49...D7。
經過16次迭代運算後。得到L16、R16，將此作為輸入，進行逆置換，即得到密文輸出。逆置換正好是初始置的逆運算，例如，第1位經過初始置換後，處於第40位，而通過逆置換，又將第40位換回到第1位，其逆置換規則如下表所示：
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,
34,2,42,10,50,18,58 26,33,1,41, 9,49,17,57,25,
放大換位表
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,
單純換位表
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)演算法描述圖中，S1,S2...S8為選擇函數，其功能是把6bit數據變為4bit數據。下面給出選擇函數Si(i=1,2......8)的功能表：
選擇函數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:
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,
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:
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,
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為例說明其功能，我們可以看到：在S1中，共有4行數據，命名為0，1、2、3行；每行有16列，命名為0、1、2、3，......，14、15列。
現設輸入為： D＝D1D2D3D4D5D6
令：列＝D2D3D4D5
行＝D1D6
然後在S1表中查得對應的數，以4位二進製表示，此即為選擇函數S1的輸出。下面給出子密鑰Ki(48bit)的生成演算法
從子密鑰Ki的生成演算法描述圖中我們可以看到：初始Key值為64位，但DES演算法規定，其中第8、16、......64位是奇偶校驗位，不參與DES運算。故Key 實際可用位數便只有56位。即：經過縮小選擇換位表1的變換後，Key 的位數由64 位變成了56位，此56位分為C0、D0兩部分，各28位，然後分別進行第1次循環左移，得到C1、D1，將C1（28位）、D1（28位）合並得到56位，再經過縮小選擇換位2，從而便得到了密鑰K0（48位）。依此類推，便可得到K1、K2、......、K15，不過需要注意的是，16次循環左移對應的左移位數要依據下述規則進行：
循環左移位數
1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
以上介紹了DES演算法的加密過程。DES演算法的解密過程是一樣的，區別僅僅在於第一次迭代時用子密鑰K15，第二次K14、......，最後一次用K0，演算法本身並沒有任何變化。
D. 關於DES加密演算法
數據加密演算法
數據加密演算法DES
數據加密演算法（Data Encryption Algorithm，DEA）的數據加密標准（Data Encryption Standard，DES）是規范的描述，它出自 IBM 的研究工作，並在 1997 年被美國政府正式採納。它很可能是使用最廣泛的秘鑰系統，特別是在保護金融數據的安全中，最初開發的 DES 是嵌入硬 件中的。通常，自動取款機（Automated Teller Machine，ATM）都使用 DES。
DES 使用一個 56 位的密鑰以及附加的 8 位奇偶校驗位，產生最大 64 位的分組大小。這是一個迭代的分組密碼，使用稱為 Feistel 的技術，其中將加密的文本塊分成兩半。使用子密鑰對其中一半應用循環功能，然後將輸出與另一半進行「異或」運算；接著交換這兩半，這一過程會繼續下去，但最後一個循環不交換。DES 使用 16 個循環。
攻擊 DES 的主要形式被稱為蠻力的或徹底密鑰搜索，即重復嘗試各種密鑰直到有一個符合為止。如果 DES 使用 56 位的密鑰，則可能的密鑰數量是 2 的 56 次方個。隨著計算機系統能力的不斷發展，DES 的安全性比它剛出現時會弱得多，然而從非關鍵性質的實際出發，仍可以認為它是足夠的。不過 ，DES 現在僅用於舊系統的鑒定，而更多地選擇新的加密標准 — 高級加密標准（Advanced Encryption Standard，AES）。
DES 的常見變體是三重 DES，使用 168 位的密鑰對資料進行三次加密的一種機制；它通常（但非始終）提供極其強大的安全性。如果三個 56 位的子元素都相同，則三重 DES 向後兼容 DES。
IBM 曾對 DES 擁有幾年的專利權，但是在 1983 年已到期，並且處於公有范圍中，允許在特定條件下可以免除專利使用費而使用。
E. DES加密過程和解密過程的區別
數據加密標准DES（Data Encryption Standard）演算法是一個分組加密演算法，也是一個對稱演算法，加密和解密使用同一個演算法，利用傳統的換位、異或、置換等加密方法。DES是IBM在上個世紀70年代開發的簡密鑰對稱加解密演算法。
加密過程和解密過程的區別：「方向和過程剛好相反」。也就是說「解密過程是加密過程的反過程」，DES演算法解密過程是加密過程的「逆」運算。
以Triple DES為例說明
加密過程：
1、以K1加密
2、以K2解密
3、以K3加密
解密過程（密鑰順序及應用方向與加密過程相反）：
1、以K3解密
2、以K2加密
3、以K1解密
說明：K1、K2、K3是密鑰。
F. 請教DES演算法的解密
DES演算法處理的數據對象是一組64比特的明文串。設該明文串為m=m1m2…m64(mi=0或1)。明文串經過64比特的密鑰K來加密，最後生成長度為64比特的密文E。其加密過程圖示如下：DES演算法加密過程對DES演算法加密過程圖示的說明如下：待加密的64比特明文串m，經過IP置換後，得到的比特串的下標列表如下：該比特串被分為32位的L0和32位的R0兩部分。R0子密鑰K1(子密鑰的生成將在後面講)經過變換f(R0,K1)（f變換將在下面講）輸出32位的比特串f1,f1與L0做不進位的二進制加法運算。運算規則為：f1與L0做不進位的二進制加法運算後的結果賦給R1，R0則原封不動的賦給L1。L1與R0又做與以上完全相同的運算，生成L2，R2……一共經過16次運算。最後生成R16和L16。其中R16為L15與f(R15,K16)做不進位二進制加法運算的結果，L16是R15的直接賦值。R16與L16合並成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16與L16合並後成的比特串，經過置換IP-1後所得比特串的下標列表如下：IP-經過置換IP-1後生成的比特串就是密文e.。下面再講一下變換f(Ri-1,Ki)。它的功能是將32比特的輸入再轉化為32比特的輸出。其過程如圖所示：對f變換說明如下：輸入Ri-1(32比特)經過變換E後，膨脹為48比特。膨脹後的比特串的下標列表如下：E:9282930313231膨脹後的比特串分為8組，每組6比特。各組經過各自的S盒後，又變為4比特(具體過程見後)，合並後又成為32比特。該32比特經過P變換後，其下標列表如下：P:經過P變換後輸出的比特串才是32比特的f(Ri-1,Ki)。下面再講一下S盒的變換過程。任取一S盒。見圖：
G. des和aes 加解密演算法具體步驟有例子最好
隨著計算機網路和計算機通訊技術的發展，計算機密碼學得到前所未有的重視並迅速普及和發展起來。由於密碼系統的各種性能主要由密碼演算法所決定，不同的演算法決定了不同的密碼體制，而不同的密碼體制又有著不同的優缺點：有的密碼演算法高速簡便，但加解密密鑰相同，密鑰管理困難；有的密碼演算法密鑰管理方便安全，但計算開銷大、處理速度慢。基於此，本文針對兩種典型的密碼演算法DES和RSA的特點進行討論分析，並提出一種以這兩種密碼體制為基礎的混合密碼系統，來實現優勢互補。
1 密碼系統簡介
1.1 密碼系統分類
密碼系統從原理上可分為兩大類，即單密鑰系統和雙密鑰系統。單密鑰系統又稱為對稱密碼系統，其加密密鑰和解密密鑰或者相同，或者實質上相同，即易於從一個密鑰得出另一個，如圖1所示。雙密鑰系統又稱為公開密鑰密碼系統，它有兩個密鑰，一個是公開的，用K1表示，誰都可以使用；另一個是私人密鑰，用K2表示，只由採用此系統的人掌握。從公開的密鑰推不出私人密鑰，如圖2所示。
1.2 兩種密碼系統分析
1.2.1 對稱密碼系統（單鑰密碼系統）
對稱密碼系統中加密和解密均採用同一把密鑰，而且通信雙方必須都要獲得這把密鑰。這就帶來了一系列問題。首先，密鑰本身的發送就存在著風險，如果在發送中丟失，接受方就不可能重新得到密文的內容；其次，多人通信時密鑰的組合的數量會出現爆炸性的膨脹，N個人兩兩通信，需要N*(N-1)/2把密鑰，增加了分發密鑰的代價和難度；最後，由於通信雙方必須事先統一密鑰，才能發送保密的信息，這樣，陌生人之間就無法發送密文了。
1.2.2 公開密鑰密碼系統（雙鑰密碼系統）
公開密鑰密碼系統中，收信人生成兩把數學上關聯但又不同的公鑰和私鑰，私鑰自己保存，把公鑰公布出去，發信人使用收信人的公鑰對通信文件進行加密，收信人收到密文後用私鑰解密。公開密鑰密碼系統的優勢在於，首先，用戶可以把用於加密的鑰匙公開地發給任何人，並且除了持有私有密鑰的收信人之外，無人能解開密文；其次，用戶可以把公開鑰匙發表或刊登出來，使得陌生人之間可以互發保密的通信；最後，公開密鑰密碼系統提供了數字簽字的公開鑒定系統，而這是對稱密碼系統不具備的。
1.3 典型演算法
對稱密碼系統的演算法有DES，AES，RC系列，DEA等，公開密鑰密碼系統的演算法有RSA，Diffie-Hellman， Merkle-Hellman等。
2 DES演算法
DES (Data Encryption Standard，數據加密標准)是一個分組加密演算法，它以64 bit位(8 byte)為分組對數據加密，其中有8 bit奇偶校驗，有效密鑰長度為56 bit。64 位一組的明文從演算法的一端輸入，64 位的密文從另一端輸出。DES演算法的加密和解密用的是同一演算法，它的安全性依賴於所用的密鑰。DES 對64位的明文分組進行操作，通過一個初始置換，將明文分組成左半部分和右半部分，各32位長。然後進行16輪完全相同的運算，這些運算被稱為函數f，在運算過程中數據與密鑰結合。經過16輪後，左、右半部分合在一起經過一個末置換(初始置換的逆置換)，完成演算法。在每一輪中，密鑰位移位，然後再從密鑰的56位中選出48位。通過一個擴展置換將數據的右半部分擴展成48位，並通過一個異或操作與48位密鑰結合，通過8個s盒將這48位替代成新的32位數據，再將其置換一次。這些運算構成了函數f。然後，通過另一個異或運算，函數f輸出與左半部分結合，其結果即成為新的右半部分， 原來的右半部分成為新的左半部分。將該操作重復16次，實現DES的16輪運算。
3 RSA演算法
RSA演算法使用兩個密鑰，一個公共密鑰，一個私有密鑰。如用其中一個加密，則可用另一個解密。密鑰長度從40到2048 bit可變。加密時把明文分成塊，塊的大小可變，但不能超過密鑰的長度，RSA演算法把每一塊明文轉化為與密鑰長度相同的密文塊。密鑰越長，加密效果越好，但加密解密的開銷也大，所以要在安全與性能之間折衷考慮，一般64位是較合適的。RSA演算法利用了陷門單向函數的一種可逆模指數運算，描述如下：(1)選擇兩個大素數p和q；(2)計算乘積n=pq和φ(n)=(p-1)(q-1)；(3)選擇大於1小於φ(n)的隨機整數e，使得
gcd(e，φ(n))=1；(4)計算d使得de=1modφ(n)；(5)對每一個密鑰k=(n，p，q，d，e)，定義加密變換為Ek(x)=xemodn，解密變換為Dk(y)=ydmodn，這里x，y∈Zn；(6)以{e，n}為公開密鑰，{p，q，d}為私有密鑰。
4 基於DES和RSA的混合密碼系統
4.1 概述
混合密碼系統充分利用了公鑰密碼和對稱密碼演算法的優點，克服其缺點，解決了每次傳送更新密鑰的問題。發送者自動生成對稱密鑰，用對稱密鑰按照DES演算法加密發送的信息，將生成的密文連同用接受方的公鑰按照RSA演算法加密後的對稱密鑰一起傳送出去。收信者用其密鑰按照RSA演算法解密被加密的密鑰來得到對稱密鑰，並用它來按照DES演算法解密密文。
4.2 具體實現步驟
（1）發信方選擇對稱密鑰K（一般為64位，目前可以達到192位）
（2）發信方加密消息：對明文按64位分組進行操作，通過一個初始置換，將明文分組成左半部分和右半部分。然後進行16輪完全相同的運算，最後，左、右半部分合在一起經過一個末置換(初始置換的逆置換)，完成演算法。在每一輪中，密鑰位移位，然後再從密鑰的56位中選出48位。通過一個擴展置換將數據的右半部分擴展成48位，並通過一個異或操作與48位密鑰結合，通過8個S盒將這48位替代成新的32位數據，再將其置換一次。然後通過另一個異或運算，輸出結果與左半部分結合，其結果即成為新的右半部分，原來的右半部分成為新的左半部分。如圖3所示。
（3）收信方產生兩個足夠大的強質數p、q，計算n=p×q和z=(p-1)×(q-1)，然後再選取一個與z互素的奇數e，從這個e值找出另一個值d，使之滿足e×d=1 mod (z)條件。以兩組數(n，e) 和 (n，d)分別作為公鑰和私鑰。收信方將公鑰對外公開，從而收信方可以利用收信方的公鑰對 （1）中產生的對稱密鑰的每一位x進行加密變換Ek(x)=xemodn；
（4）發信方將步驟（2）和（3）中得到的消息的密文和對稱密鑰的密文一起發送給收信方；
（5）收信方用（3）中得到的私鑰來對對稱密鑰的每一位y進行解密變換Dk(y)=ydmodn，從而得到（1）中的K；
（6）收信方用對稱密鑰K和DES演算法的逆步驟來對消息進行解密，具體步驟和（2）中恰好相反，也是有16輪迭代。
（7）既可以由收信方保留對稱密鑰K來進行下一次數據通信，也可以由收信方產生新的對稱密鑰，從而使K作廢。
4.3 兩點說明
4.3.1 用公鑰演算法加密密鑰
在混合密碼系統中，公開密鑰演算法不用來加密消息，而用來加密密鑰，這樣做有兩個理由：第一，公鑰演算法比對稱演算法慢，對稱演算法一般比公鑰演算法快一千倍。計算機在大約15年後運行公開密鑰密碼演算法的速度才能比得上現在計算機運行對稱密碼的速度。並且，隨著帶寬需求的增加，比公開密鑰密碼處理更快的加密數據要求越來越多。第二，公開密鑰密碼系統對選擇明文攻擊是脆弱的。密碼分析者只需要加密所有可能的明文，將得到的所有密文與要破解的密文比較，這樣，雖然它不可能恢復解密密鑰，但它能夠確定當前密文所對應的明文。
4.3.2 安全性分析
如果攻擊者無論得到多少密文，都沒有足夠的信息去恢復明文，那麼該密碼系統就是無條件安全的。在理論上，只有一次一密的系統才能真正實現這一點。而在本文所討論的混合密碼系統中，發信方每次可以自由選擇對稱密鑰來加密消息，然後用公鑰演算法來加密對稱密鑰，即用戶可以採用一次一密的方式來進行數據通信，達到上述的無條件安全。
5 小結
基於DES和RSA的混合密碼系統結合了公鑰密碼體制易於密鑰分配的特點和對稱密碼體制易於計算、速度快的特點，為信息的安全傳輸提供了良好的、快捷的途徑，使數據傳輸的密文被破解的幾率大大降低，從而對數據傳輸的安全性形成更有力的保障，並且發信方和收信方對密鑰的操作自由度得到了很大的發揮。
H. RSA和DES演算法的優缺點、比較
DES演算法：
優點：密鑰較短，加密處理簡單，加解密速度快，適用於加密大量數據的場合。
缺點：密鑰單一，不能由其中一個密鑰推導出另一個密鑰。
RSA演算法：
優點：應用廣泛，加密密鑰和解密密鑰不一樣，一般加密密鑰稱為私鑰。解密密鑰稱為公鑰，私鑰加密後只能用公鑰解密,，當然也可以用公鑰加密，用私鑰解密。
缺點：密鑰尺寸大，加解密速度慢，一般用來加密少量數據，比如DES的密鑰。
(8)cdes加密解密演算法擴展閱讀：
安全性
RSA的安全性依賴於大數分解，但是否等同於大數分解一直未能得到理論上的證明，因為沒有證明破解RSA就一定需要作大數分解。假設存在一種無須分解大數的演算法，那它肯定可以修改成為大數分解演算法。RSA 的一些變種演算法已被證明等價於大數分解。
不管怎樣，分解n是最顯然的攻擊方法。人們已能分解多個十進制位的大素數。因此，模數n必須選大一些，因具體適用情況而定。
I. 簡述DES演算法與RAS演算法加密與解密的思想
DES是一種單一密鑰加解密演算法。通信主體只有一個密鑰，該密鑰部隊第三方公開。RSA則是公鑰/私鑰系統。該系統比DES系統更原子化，具有普遍應用意義。 nDES演算法利用一個56+8奇偶校驗位(第8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64位)=64位的密鑰對以64位為單位的塊數據進行加解密。 第一步：生成16個子鑰（48位）第二步：用子鑰對64位數據加密RSA具體演算法如下：隨機選定兩個大素數p, q.
J. DES演算法的設計目的
DES演算法的設計目的密碼體制中的對稱密碼體制。
這意味著如果一台計算機的速度是每一秒鍾檢測一百萬個密鑰，則它搜索完全部密鑰就需要將近2285年的時間，可見，這是難以實現的。
這並不等於說DES是不可破解的。而實際上，隨著硬體技術和Internet的發展，其破解的可能性越來越大，而且，所需要的時間越來越少。使用經過特殊設計的硬體並行處理要幾個小時。
DES與3DES：
DES向AES過渡的加密演算法，它使用3條56位的密鑰對數據進行三次加密。是DES的一個更安全的變形。它以DES為基本模塊，通過組合分組方法設計出分組加密演算法。比起最初的DES，3DES更為安全。
該方法使用兩個密鑰，執行三次DES演算法，加密的過程是加密-解密-加密，解密的過程是解密-加密-解密。