des密鑰加密
自己編制一個演算法,把密鑰統一為64位
⑵ 密碼技術（三、二）之對稱密碼（DES）
——用相同的密鑰進行加密和解密
此次主要介紹比特序列運算和XOR（異或）運算。這兩種運算在計算機數據處理中經常出現，因此大家應該在此屬性他們。
DES(Data Encryption)是1977年美國聯邦信息處理標准(FIPS)中所採用的一種對稱密碼（FIPS46-3）。DES一直以來被美國及其他國家的政府和銀行等廣泛使用。
隨著計算機的進步，現在DES已經能夠被暴力破解，強度大不如前了。20世紀末，RSA公司舉辦過破譯DES密鑰的比賽，我們可以看一看RSA公司官方公布的比賽結果：1997年的DES Challenge I 中用了96天破譯密鑰，1998年的DES Challenge II-1中用了41天，1998年的DES Challenge II-2中用了56小時，1999年的DES Challenge III 中只用了22小時15分鍾。
由於DES的密文可以在短時間內被破譯，因此除了用它來解密一起的密文以外，現在我們不應該再使用DES了。
DES是一種將64比特的明文加密成64比特的密文的對稱密碼演算法，它的密鑰的長度是56比特。盡管從規格上來說，DES的密鑰長度是64比特，但由於每隔7比特會設置一個用於錯誤檢查的比特，因此實質上其密鑰長度是56比特。
DES 是以64比特的明文（比特序列）為一個單位來進行加密的，這個64比特的單位稱為 分組 ，一般來說，以分組為單位進行處理的密碼演算法稱為 分組密碼 ，DES就是分組密碼的一種。
DES每次只能加密64比特的數據，如果要加密的明文比較長，就需要對DES加密進行迭代（反復），而迭代的具體方式就稱為 模式 。
DES的基本結構是由Horst Feistel設計的，因此也稱為 Feistel網路（Feistel network） 、Feistel結構（Feistel structure）或者Feistel密碼（Feistel cipher）。這一結構不僅被用於DES，在其他很多密碼演算法中也有應用。
Feistel網路中，加密的各個步驟稱為輪，整個加密過程就是進行若干次輪的循環，下圖，展現的是Feistel網路中一輪的計算流程。DES是一種16輪循環的Feistel網路。
但是，這樣看來，「右側」根本沒有加密，因此我們需要用不同的子密鑰對一輪的處理重復若干次，並在沒兩輪處理指間將左側和有責的數據對調。
上圖展現了一個3輪的Feistel網路，3輪加密計算需要進行兩次左右對調。對調只在兩輪指間進行，租後一輪結束不需要對調。
那麼，Feistel網路如何解密呢？
如上圖所示，通過上述操作都能夠將密文正確的還原明文。
有多輪的情況也是一樣的，也就是說，Feistel網路的解密操作，只要按照相反的順序來使用子密鑰就可以完成了，而Feistel網路本身的結構，在加密和解密都是完全相同的。
該系列的主要內容來自《圖解密碼技術第三版》
我只是知識的搬運工
文章中的插圖來源於原著
⑶ DES是一種什麼加密演算法,其密鑰長度為56 bit,3DES是基於DES的加密方式,對明文
des是一直對稱加密演算法，就是加密的密鑰和解密的密鑰是一樣的。DES 使用一個 56 位的密鑰以及附加的 8 位奇偶校驗位，來生成最大64bit的分組大小。
DES 的常見變體是3 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。
⑷ 什麼是DES加密
des對稱加密，是一種對稱加密演算法。
數據加密演算法（Data Encryption Algorithm，DEA）是一種對稱加密演算法，很可能是使用最廣泛的密鑰系統，特別是在保護金融數據的安全中，最初開發的DEA是嵌入硬體中的。通常，自動取款機（Automated Teller Machine，ATM）都使用DEA。它出自IBM的研究工作，IBM也曾對它擁有幾年的專利權，但是在1983年已到期後，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。1977年被美國政府正式採納。
⑸ 什麼是DES加密
一種對稱加密演算法，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，使用異或，置換，代換，移位操作四種基本運算。
⑹ 開發中常見的加密方式及應用
開發中常見的加密方式及應用
一、base64
簡述：Base64是網路上最常見的用於傳輸8Bit 位元組碼 的編碼方式之一，Base64就是一種基於64個可列印字元來表示二進制數據的方法。所有的數據都能被編碼為並只用65個字元就能表示的文本文件。( 65字元：A~Z a~z 0~9 + / = )編碼後的數據~=編碼前數據的4/3，會大1/3左右（圖片轉化為base64格式會比原圖大一些）。
應用：Base64編碼是從二進制到字元的過程，可用於在 HTTP 環境下傳遞較長的標識信息。例如，在Java Persistence系統Hibernate中，就採用了Base64來將一個較長的唯一 標識符 （一般為128-bit的UUID）編碼為一個字元串，用作HTTP 表單 和HTTP GET URL中的參數。在其他應用程序中，也常常需要把二進制 數據編碼 為適合放在URL（包括隱藏 表單域 ）中的形式。此時，採用Base64編碼具有不可讀性，需要解碼後才能閱讀。
命令行進行Base64編碼和解碼
編碼：base64 123.png -o 123.txt
解碼：base64 123.txt -o test.png -D Base64編碼的原理
原理：
1)將所有字元轉化為ASCII碼;
2)將ASCII碼轉化為8位二進制;
3)將二進制3個歸成一組(不足3個在後邊補0)共24位，再拆分成4組，每組6位;
4)統一在6位二進制前補兩個0湊足8位;
5)將補0後的二進制轉為十進制;
6)從Base64編碼表獲取十進制對應的Base64編碼;
Base64編碼的說明：
a.轉換的時候，將三個byte的數據，先後放入一個24bit的緩沖區中，先來的byte占高位。
b.數據不足3byte的話，於緩沖區中剩下的bit用0補足。然後，每次取出6個bit，按照其值選擇查表選擇對應的字元作為編碼後的輸出。
c.不斷進行，直到全部輸入數據轉換完成。
d.如果最後剩下兩個輸入數據，在編碼結果後加1個「=」;
e.如果最後剩下一個輸入數據，編碼結果後加2個「=」;
f.如果沒有剩下任何數據，就什麼都不要加，這樣才可以保證資料還原的正確性。
二、HASH加密/單向散列函數
簡述：Hash演算法特別的地方在於它是一種單向演算法，用戶可以通過Hash演算法對目標信息生成一段特定長度（32個字元）的唯一的Hash值，卻不能通過這個Hash值重新獲得目標信息。對用相同數據，加密之後的密文相同。 常見的Hash演算法有MD5和SHA。由於加密結果固定，所以基本上原始的哈希加密已經不再安全，於是衍生出了加鹽的方式。加鹽：先對原始數據拼接固定的字元串再進行MD5加密。
特點：
1) 加密 後密文的長度是定長(32個字元的密文)的
2)如果明文不一樣，那麼散列後的結果一定不一樣
3)如果明文一樣，那麼加密後的密文一定一樣(對相同數據加密，加密後的密文一樣)
4)所有的加密演算法是公開的
5)不可以逆推反算(不能根據密文推算出明文)，但是可以暴力 破解 ，碰撞監測
原理：MD5消息摘要演算法，屬Hash演算法一類。MD5演算法對輸入任意長度的消息進行運行，產生一個128位的消息摘要。
1)數據填充
對消息進行數據填充，使消息的長度對512取模得448，設消息長度為X，即滿足X mod 512=448。根據此公式得出需要填充的數據長度。
填充方法：在消息後面進行填充，填充第一位為1，其餘為0。
2)添加信息長度
在第一步結果之後再填充上原消息的長度，可用來進行的存儲長度為64位。如果消息長度大於264，則只使用其低64位的值，即（消息長度 對264取模）。
在此步驟進行完畢後，最終消息長度就是512的整數倍。
3)數據處理
准備需要用到的數據：
4個常數：A = 0x67452301, B = 0x0EFCDAB89, C = 0x98BADCFE, D = 0x10325476;
4個函數：F(X,Y,Z)=(X & Y) | ((~X) & Z);G(X,Y,Z)=(X & Z) | (Y & (~Z));H(X,Y,Z)=X ^ Y ^ Z;I(X,Y,Z)=Y ^ (X | (~Z));
把消息分以512位為一分組進行處理，每一個分組進行4輪變換，以上面所說4個常數為起始變數進行計算，重新輸出4個變數，以這4個變數再進行下一分組的運算，如果已經是最後一個分組，則這4個變數為最後的結果，即MD5值。
三、對稱加密
經典演算法：
1)DES數據加密標准
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。
2)3DES使用3個密鑰，對消息進行(密鑰1·加密)+(密鑰2·解密)+(密鑰3·加密)
3)AES高級加密標准
如圖，加密/解密使用相同的密碼，並且是可逆的
四、非對稱加密
特點：
1)使用公鑰加密，使用私鑰解密
2)公鑰是公開的，私鑰保密
3)加密處理安全，但是性能極差
經典演算法RSA:
1)RSA原理
(1)求N，准備兩個質數p和q,N = p x q
(2)求L,L是p-1和q-1的最小公倍數。L = lcm(p-1,q-1)
(3)求E，E和L的最大公約數為1(E和L互質)
(4)求D，E x D mode L = 1
五、數字簽名
原理以及應用場景:
1)數字簽名的應用場景
需要嚴格驗證發送方身份信息情況
2)數字簽名原理
(1)客戶端處理
對"消息"進行HASH得到"消息摘要"
發送方使用自己的私鑰對"消息摘要"加密(數字簽名)
把數字簽名附著在"報文"的末尾一起發送給接收方
(2)服務端處理
對"消息" HASH得到"報文摘要"
使用公鑰對"數字簽名"解密
對結果進行匹配
六、數字證書
簡單說明:
證書和駕照很相似，裡面記有姓名、組織、地址等個人信息，以及屬於此人的公鑰，並有認證機構施加數字簽名,只要看到公鑰證書，我們就可以知道認證機構認證該公鑰的確屬於此人。
數字證書的內容：
1)公鑰
2)認證機構的數字簽名
證書的生成步驟：
1)生成私鑰openssl genrsa -out private.pem 1024
2)創建證書請求openssl req -new -key private.pem -out rsacert.csr
3)生成證書並簽名，有效期10年openssl x509 -req -days 3650 -in rsacert.csr -signkey private.pem -out rsacert.crt
4)將PEM格式文件轉換成DER格式openssl x509 -outform der -in rsacert.crt -out rsacert.der
5)導出P12文件openssl pkcs12 -export -out p.p12 -inkey private.pem -in rsacert.crt
iOS開發中的注意點：
1)在iOS開發中，不能直接使用PEM格式的證書，因為其內部進行了Base64編碼，應該使用的是DER的證書，是二進制格式的；
2)OpenSSL默認生成的都是PEM格式的證書。
七、https
HTTPS和HTTP的區別：
超文本傳輸協議HTTP協議被用於在Web瀏覽器和網站伺服器之間傳遞信息。HTTP協議以明文方式發送內容，不提供任何方式的數據加密，如果攻擊者截取了Web瀏覽器和網站伺服器之間的傳輸報文，就可以直接讀懂其中的信息，因此HTTP協議不適合傳輸一些敏感信息，比如信用卡號、密碼等。
為了解決HTTP協議的這一缺陷，需要使用另一種協議：安全套接字層超文本傳輸協議HTTPS。為了數據傳輸的安全，HTTPS在HTTP的基礎上加入了SSL協議，SSL依靠證書來驗證伺服器的身份，並為瀏覽器和伺服器之間的通信加密。
HTTPS和HTTP的區別主要為以下四點：
1)https協議需要到ca申請證書，一般免費證書很少，需要交費。
2)http是 超文本傳輸協議 ，信息是明文傳輸，https則是具有 安全性 的 ssl 加密傳輸協議。
3)http和https使用的是完全不同的連接方式，用的埠也不一樣，前者是80，後者是443。
4)http的連接很簡單，是無狀態的；HTTPS協議是由SSL+HTTP協議構建的可進行加密傳輸、身份認證的 網路協議 ，比http協議安全。
5)SSL：Secure Sockets Layer安全套接字層;用數據加密(Encryption)技術，可確保數據在網路上傳輸過程中不會被截取及竊聽。目前一般通用之規格為40 bit之安全標准，美國則已推出128 bit之更高安全標准，但限制出境。只要3.0版本以上之I.E.或Netscape 瀏覽器 即可支持SSL。目前版本為3.0。SSL協議位於TCP/IP協議與各種應用層協議之間，為數據通訊提供安全支持。SSL協議可分為兩層：SSL記錄協議(SSL Record Protocol)：它建立在可靠的傳輸協議(如TCP)之上，為高層協議提供數據封裝、壓縮、加密等基本功能的支持。SSL握手協議(SSL Handshake Protocol)：它建立在SSL記錄協議之上，用於在實際的數據傳輸開始前，通訊雙方進行身份認證、協商加密演算法、交換加密密鑰等。
⑺ des演算法與rsa演算法區別
1、性質不同：RSA公開密鑰密碼體制是一種使用不同的加密密鑰與解密密鑰。DES演算法為密碼體制中的對稱密碼體制，是1972年美國IBM公司研製的對稱密碼體制加密演算法。
2、特點不同：密鑰事實上是56位參與DES運算分組後的明文組和56位的密鑰按位替代或交換的方法形成密文組的加密方法。RSA演算法是由已知加密密鑰推導出解密密鑰在計算上是不可行的密碼體制。
3、密鑰數字不同：RSA允許選擇公鑰的大小。512位的密鑰被視為不安全的；768位的密鑰不用擔心受到除了國家安全管理（NSA）外的其他事物的危害，1024位的密鑰幾乎是安全的。DES演算法把64位的明文輸入塊變為64位的密文輸出塊，所使用的密鑰也是64位。
(7)des密鑰加密擴展閱讀：
注意事項：
當改變明文的前8位元組時，只會影響密文的前8位元組，密文後8位元組不變。因此，在應用3DES演算法對線路傳輸數據加密過程中，若想保證密文的整體變化，要保證每塊明文數據都是變化的。
使用者在設置密鑰的時候應注意，密鑰的前後8位元組不要完全一樣，否則就變為了DES演算法，安全強度就會下降（用戶可根據Cn=Ek3(Dk2(Ek1(Mn)))公式自行推導）。需要特別留意的是，密鑰每位元組中的最後一位是檢驗位，不會參與到加密運算中。
⑻ DES加密演算法原理
網路安全通信中要用到兩類密碼演算法，一類是對稱密碼演算法，另一類是非對稱密碼演算法。對稱密碼演算法有時又叫傳統密碼演算法、秘密密鑰演算法或單密鑰演算法，非對稱密碼演算法也叫公開密鑰密碼演算法或雙密鑰演算法。對稱密碼演算法的加密密鑰能夠從解密密鑰中推算出來，反過來也成立。在大多數對稱演算法中，加密解密密鑰是相同的。它要求發送者和接收者在安全通信之前，商定一個密鑰。對稱演算法的安全性依賴於密鑰，泄漏密鑰就意味著任何人都能對消息進行加密解密。只要通信需要保密，密鑰就必須保密。
對稱演算法又可分為兩類。一次只對明文中的單個位（有時對位元組）運算的演算法稱為序列演算法或序列密碼。另一類演算法是對明文的一組位進行運算，這些位組稱為分組，相應的演算法稱為分組演算法或分組密碼。現代計算機密碼演算法的典型分組長度為64位――這個長度既考慮到分析破譯密碼的難度，又考慮到使用的方便性。後來，隨著破譯能力的發展，分組長度又提高到128位或更長。
常用的採用對稱密碼術的加密方案有5個組成部分（如圖所示）
1)明文：原始信息。
2)加密演算法：以密鑰為參數，對明文進行多種置換和轉換的規則和步驟，變換結果為密文。
3)密鑰：加密與解密演算法的參數，直接影響對明文進行變換的結果。
4)密文：對明文進行變換的結果。
5)解密演算法：加密演算法的逆變換，以密文為輸入、密鑰為參數，變換結果為明文。
對稱密碼當中有幾種常用到的數學運算。這些運算的共同目的就是把被加密的明文數碼盡可能深地打亂，從而加大破譯的難度。
◆移位和循環移位
移位就是將一段數碼按照規定的位數整體性地左移或右移。循環右移就是當右移時，把數碼的最後的位移到數碼的最前頭，循環左移正相反。例如，對十進制數碼12345678循環右移1位（十進制位）的結果為81234567，而循環左移1位的結果則為23456781。
◆置換
就是將數碼中的某一位的值根據置換表的規定，用另一位代替。它不像移位操作那樣整齊有序，看上去雜亂無章。這正是加密所需,被經常應用。
◆擴展
就是將一段數碼擴展成比原來位數更長的數碼。擴展方法有多種,例如,可以用置換的方法，以擴展置換表來規定擴展後的數碼每一位的替代值。
◆壓縮
就是將一段數碼壓縮成比原來位數更短的數碼。壓縮方法有多種，例如，也可以用置換的方法，以表來規定壓縮後的數碼每一位的替代值。
◆異或
這是一種二進制布爾代數運算。異或的數學符號為⊕ ，它的運演算法則如下：
1⊕1 = 0
0⊕0 = 0
1⊕0 = 1
0⊕1 = 1
也可以簡單地理解為，參與異或運算的兩數位如相等，則結果為0，不等則為1。
◆迭代
迭代就是多次重復相同的運算，這在密碼演算法中經常使用，以使得形成的密文更加難以破解。
下面我們將介紹一種流行的對稱密碼演算法DES。
DES是Data Encryption Standard（數據加密標准）的縮寫。它是由IBM公司研製的一種對稱密碼演算法，美國國家標准局於1977年公布把它作為非機要部門使用的數據加密標准，三十年來，它一直活躍在國際保密通信的舞台上，扮演了十分重要的角色。
DES是一個分組加密演算法，典型的DES以64位為分組對數據加密，加密和解密用的是同一個演算法。它的密鑰長度是56位（因為每個第8 位都用作奇偶校驗），密鑰可以是任意的56位的數，而且可以任意時候改變。其中有極少數被認為是易破解的弱密鑰，但是很容易避開它們不用。所以保密性依賴於密鑰。
DES加密的演算法框架如下：
首先要生成一套加密密鑰，從用戶處取得一個64位長的密碼口令，然後通過等分、移位、選取和迭代形成一套16個加密密鑰，分別供每一輪運算中使用。
DES對64位(bit)的明文分組M進行操作，M經過一個初始置換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。然後進行16輪完全相同的運算（迭代），這些運算被稱為函數f，在每一輪運算過程中數據與相應的密鑰結合。
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替代成新的48位數據，再將其壓縮置換成32位。這四步運算構成了函數f。然後，通過另一個異或運算，函數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。
經過16輪迭代後，左，右半部分合在一起經過一個末置換（數據整理），這樣就完成了加密過程。
加密流程如圖所示。
DES解密過程：
在了解了加密過程中所有的代替、置換、異或和循環迭代之後，讀者也許會認為，解密演算法應該是加密的逆運算，與加密演算法完全不同。恰恰相反，經過密碼學家精心設計選擇的各種操作，DES獲得了一個非常有用的性質：加密和解密使用相同的演算法！
DES加密和解密唯一的不同是密鑰的次序相反。如果各輪加密密鑰分別是K1，K2，K3…K16，那麼解密密鑰就是K16，K15，K14…K1。這也就是DES被稱為對稱演算法的理由吧。
至於對稱密碼為什麼能對稱? DES具體是如何操作的？本文附錄中將做進一步介紹，有興趣的讀者不妨去讀一讀探個究竟
4.DES演算法的安全性和發展
DES的安全性首先取決於密鑰的長度。密鑰越長，破譯者利用窮舉法搜索密鑰的難度就越大。目前，根據當今計算機的處理速度和能力，56位長度的密鑰已經能夠被破解，而128位的密鑰則被認為是安全的，但隨著時間的推移，這個數字也遲早會被突破。
另外，對DES演算法進行某種變型和改進也是提高DES演算法安全性的途徑。
例如後來演變出的3-DES演算法使用了3個獨立密鑰進行三重DES加密，這就比DES大大提高了安全性。如果56位DES用窮舉搜索來破譯需要2∧56次運算，而3-DES 則需要2∧112次。
又如，獨立子密鑰DES由於每輪都使用不同的子密鑰，這意味著其密鑰長度在56位的基礎上擴大到768位。DES還有DESX、CRYPT、GDES、RDES等變型。這些變型和改進的目的都是為了加大破譯難度以及提高密碼運算的效率
⑼ 充分發揮了des和rsa兩種加密體制的優點
充分發揮了DES和RSA兩種加密體制的優點，妥善解決了密鑰傳送過程中的安全問題的技術是：數字信封。
數字信封是將對稱密鑰通過非對稱加密（即：有公鑰和私鑰兩個）的結果分發對稱密鑰的方法。數字信封是實現信息完整性驗證的技術。
PKCS#7中將數字信封作為術語進行定義，而在正文中對進行了如下解釋：數字信封包含被加密的內容和被加密的用於加密該內容的密鑰。
(9)des密鑰加密擴展閱讀：
在數字信封中，信息發送方採用對稱密鑰來加密信息內容，然後將此對稱密鑰用接收方的公開密鑰來加密（這部分稱數字信封）之後，將它和加密後的信息一起發送給接收方，接收方先用相應的私有密鑰打開數字信封，得到對稱密鑰，然後使用對稱密鑰解開加密信息。
這種技術的安全性相當高。數字信封主要包括數字信封打包和數字信封拆解，數字信封打包是使用對方的公鑰將加密密鑰進行加密的過程，只有對方的私鑰才能將加密後的數據(通信密鑰)還原；數字信封拆解是使用私鑰將加密過的數據解密的過程。
⑽ 對稱加密演算法之DES介紹
DES (Data Encryption Standard)是分組對稱密碼演算法。
DES演算法利用 多次組合替代演算法 和 換位演算法 ，分散和錯亂的相互作用，把明文編製成密碼強度很高的密文，它的加密和解密用的是同一演算法。
DES演算法，是一種 乘積密碼 ，其在演算法結構上主要採用了 置換 、 代替 、 模二相加 等函數，通過 輪函數 迭代的方式來進行計算和工作。
DES演算法也會使用到數據置換技術，主要有初始置換 IP 和逆初始置換 IP^-1 兩種類型。DES演算法使用置換運算的目的是將原始明文的所有格式及所有數據全部打亂重排。而在輪加密函數中，即將數據全部打亂重排，同時在數據格式方面，將原有的32位數據格式，擴展成為48位數據格式，目的是為了滿足S盒組對數據長度和數據格式規范的要求。
一組數據信息經過一系列的非線性變換以後，很難從中推導出其計算的過程和使用的非線性組合；但是如果這組數據信息使用的是線性變換，計算就容易的多。在DES演算法中，屬於非線性變換的計算過程只有S盒，其餘的數據計算和變換都是屬於線性變換，所以DES演算法安全的關鍵在於S盒的安全強度。此外，S盒和置換IP相互配合，形成了很強的抗差分攻擊和抗線性攻擊能力，其中抗差分攻擊能力更強一些。
DES演算法是一種分組加密機制，將明文分成N個組，然後對各個組進行加密，形成各自的密文，最後把所有的分組密文進行合並，形成最終的密文。
DES加密是對每個分組進行加密，所以輸入的參數為分組明文和密鑰，明文分組需要置換和迭代，密鑰也需要置換和循環移位。在初始置換IP中，根據一張8*8的置換表，將64位的明文打亂、打雜，從而提高加密的強度；再經過16次的迭代運算，在這些迭代運算中，要運用到子密鑰；每組形成的初始密文，再次經過初始逆置換 IP^-1 ，它是初始置換的逆運算，最後得到分組的最終密文。
圖2右半部分，給出了作用56比特密鑰的過程。DES演算法的加密密鑰是64比特，但是由於密鑰的第n*8(n=1,2…8)是校驗(保證含有奇數個1)，因此實際參與加密的的密鑰只有 56比特 。開始時，密鑰經過一個置換，然後經過循環左移和另一個置換分別得到子密鑰ki，供每一輪的迭代加密使用。每輪的置換函數都一樣，但是由於密鑰位的重復迭代使得子密鑰互不相同。
DES演算法 利用多次組合替代演算法和換位演算法，分散和錯亂的相互作用，把明文編製成密碼強度很高的密文，它的加密和解密用的是同一演算法。
DES演算法詳述：DES對64位明文分組(密鑰56bit)進行操作。
1、 初始置換函數IP：64位明文分組x經過一個初始置換函數IP，產生64位的輸出x0，再將分組x0分成左半部分L0和右半部分R0：即將輸入的第58位換到第一位，第50位換到第2位，…，依次類推，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.其置換規則如表1所示。
DES加密過程最後的逆置換 IP^-1 ，是表1的 逆過程 。就是把原來的每一位都恢復過去，即把第1位的數據，放回到第58位，把第2位的數據，放回到第50位。
2、 獲取子密鑰 Ki ：DES加密演算法的密鑰長度為56位，一般表示為64位(每個第8位用於奇偶校驗)，將用戶提供的64位初始密鑰經過一系列的處理得到K1,K2,…,K16，分別作為 1~16 輪運算的 16個子密鑰 。
(1). 將64位密鑰去掉8個校驗位，用密鑰置換 PC-1 (表2)置換剩下的56位密鑰；
(2). 將56位分成前28位C0和後28位D0，即 PC-1(K56)=C0D0 ;
(3). 根據輪數，這兩部分分別循環左移1位或2位，表3：
(4). 移動後，將兩部分合並成56位後通過壓縮置換PC-2(表4)後得到48位子密鑰，即Ki=PC-2(CiDi).
子密鑰產生如圖2所示：
3、 密碼函數F(非線性的)
(1). 函數F的操作步驟：密碼函數F 的輸入是32比特數據和48比特的子密鑰：
A．擴展置換(E):將數據的右半部分Ri從32位擴展為48位。位選擇函數(也稱E盒)，如表5所示：
B．異或：擴展後的48位輸出E(Ri)與壓縮後的48位密鑰Ki作異或運算；
C．S盒替代：將異或得到的48位結果分成八個6位的塊，每一塊通過對應的一個S盒產生一個4位的輸出。
(2)、D、P盒置換：將八個S盒的輸出連在一起生成一個32位的輸出，輸出結果再通過置換P產生一個32位的輸出即：F(Ri,Ki)，F(Ri,Ki)演算法描述如圖3，最後，將P盒置換的結果與最初的64位分組的左半部分異或，然後，左、右半部分交換，開始下一輪計算。
4、密文輸出：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，其逆置換規則如表8所示：
圖4為DES演算法加密原理圖：
DES演算法加密和解密過程採用相同的演算法，並採用相同的加密密鑰和解密密鑰，兩者的區別是：(1)、DES加密是從L0、R0到L15、R15進行變換，而解密時是從L15、R15到L0、R0進行變換的；(2)、加密時各輪的加密密鑰為K0K1…K15，而解密時各輪的解密密鑰為K15K14…K0；(3)、加密時密鑰循環左移，解密時密鑰循環右移。
DES加密過程分析：
(1)、首先要生成64位密鑰，這64位的密鑰經過「子密鑰演算法」換轉後，將得到總共16個子密鑰。將這些子密鑰標識為Kn(n=1,2,…,16)。這些子密鑰主要用於總共十六次的加密迭代過程中的加密工具。
(2)、其次要將明文信息按64位數據格式為一組，對所有明文信息進行分組處理。每一段的64位明文都要經過初試置換IP，置換的目的是將數據信息全部打亂重排。然後將打亂的數據分為左右兩塊，左邊一塊共32位為一組，標識為L0；右邊一塊也是32位為一組，標識為R0.
(3)、置換後的數據塊總共要進行總共十六次的加密迭代過程。加密迭代主要由加密函數f來實現。首先使用子密鑰K1對右邊32位的R0進行加密處理，得到的結果也是32位的；然後再將這個32位的結果數據與左邊32位的L0進行模2處理，從而再次得到一個32位的數據組。我們將最終得到的這個32位組數據，作為第二次加密迭代的L1，往後的每一次迭代過程都與上述過程相同。
(4)、在結束了最後一輪加密迭代之後，會產生一個64位的數據信息組，然後我們將這個64位數據信息組按原有的數據排列順序平均分為左右兩等分，然後將左右兩等分的部分進行位置調換，即原來左等分的數據整體位移至右側，而原來右等分的數據則整體位移至左側，這樣經過合並後的數據將再次經過逆初始置換IP^-1的計算，我們最終將得到一組64位的密文。
DES解密過程分析：DES的解密過程與它的加密過程是一樣的，這是由於DES演算法本身屬於對稱密碼體制演算法，其加密和解密的過程可以共用同一個過程和運算。
DES加密函數f：在DES演算法中，要將64位的明文順利加密輸出成64位的密文，而完成這項任務的核心部分就是加密函數f。加密函數f的主要作用是在第m次的加密迭代中使用子密鑰Km對Km-1進行加密操作。加密函數f在加密過程中總共需要運行16輪。
十六輪迭代演算法：它先將經過置換後的明文分成兩組，每組32位；同時密鑰也被分成了兩組，每組28位，兩組密鑰經過運算，再聯合成一個48位的密鑰，參與到明文加密的運算當中。S盒子，它由8個4*16的矩陣構成，每一行放著0到15的數據，順序各個不同，是由IBM公司設計好的。經過異或運算的明文，是一個48位的數據，在送入到S盒子的時候，被分成了8份，每份6位，每一份經過一個S盒子，經過運算後輸出為4位，即是一個0到15的數字的二進製表示形式。具體運算過程為，將輸入的6位中的第1位為第6位合並成一個二進制數，表示行號，其餘4位也合並成一個二進制數，表示列號。在當前S盒子中，以這個行號和列號為准，取出相應的數，並以二進制的形式表示，輸出，即得到4位的輸出，8個S盒子共計32位。
DES演算法優缺點：
(1)、產生密鑰簡單，但密鑰必須高度保密，因而難以做到一次一密；
(2)、DES的安全性依賴於密鑰的保密。攻擊破解DES演算法的一個主要方法是通過密鑰搜索，使用運算速度非常高的計算機通過排列組合枚舉的方式不斷嘗試各種可能的密鑰，直到破解為止。一般，DES演算法使用56位長的密鑰，通過簡單計算可知所有可能的密鑰數量最多是2^56個。隨著巨型計算機運算速度的不斷提高，DES演算法的安全性也將隨之下降，然而在一般的民用商業場合，DES的安全性仍是足夠可信賴的。
(3)、DES演算法加密解密速度比較快，密鑰比較短，加密效率很高但通信雙方都要保持密鑰的秘密性，為了安全還需要經常更換DES密鑰。
參考鏈接 ： https://blog.csdn.net/fengbingchun/article/details/42273257