des加密和解密
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.
B. des演算法與rsa演算法區別
DES演算法與RSA演算法區別：
1、DES演算法：
優點：密鑰短，加密處理簡單，加密解密速度快，適用於加密大量數據的場合。
缺點：單鍵，不能從一個鍵推導出另一個鍵。
2、RSA演算法：
優點：應用廣泛，加密密鑰與解密密鑰不一樣，一般的加密密鑰稱為私鑰。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：密鑰大小大，加密解密速度慢，一般用於加密少量數據，如DES密鑰。
(2)des加密和解密擴展閱讀：
一、安全性：
RSA的安全性依賴於大數分解，但它是否等同於大數分解還沒有從理論上得到證明，因為沒有證據證明破解RSA一定是大數分解。
如果有一種演算法不需要分解大數，則必須將其修改為分解大數的演算法。RSA演算法的一些變體已被證明等價於大數分解。
不管怎樣，分解n是最明顯的攻擊方式。把大素數分解到多個小數點後是可能的。因此，模n必須更大，這取決於具體的應用。
二、演算法定義：
1、DES演算法定義：是對稱演算法，加密密鑰和解密密鑰是相同的。
2、RSA演算法定義：非對稱演算法，加密密鑰與解密密鑰是不同的，一般的加密密鑰稱為私鑰，解密密鑰稱為公鑰，私鑰加密只能用於解密，當然也可以用於加密，解密用私鑰。
C. 如何使用java實現對字元串的DES加密和解密
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!");
}
}
}
D. 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。
E. 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
F. 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。
(6)des加密和解密擴展閱讀：
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。
G. DES加密解密
用文件夾加密超級大師加密電腦中重要的文件是最安全
文件夾加密超級大師
強大易用的加密軟體，具有文件加密、文件夾加密、數據粉碎、徹底隱藏硬碟分區、禁止或只讀使用USB設備等功能。
文件夾加密和文件加密時有最快的加密速度，加密的文件和加密的文件夾有最高的加密強度，並且防刪除、防復制、防移動。
還有方便的加密文件夾和加密文件的打開功能（臨時解密），讓您每次使用加密文件夾或加密文件後不用重新加密！
實用的數據粉碎刪除和硬碟分區徹底隱藏、禁止使用USB設備、只讀使用U盤和移動硬碟等安全輔助功
能使文件夾加密超級大師成為一款不可思議的文件加密軟體和文件夾加密軟體。
H. 證明DES的解密演算法是加密演算法的逆
證明：DES的加密演算法遵循公式：第i輪加密時，LEi=REi-1；REi=LEi-1⊕F(REi-1,Ki)。
所以拿最後1輪加密來看，有LE16=RE15;RE16=LE15⊕F(RE15，K16)，最後交換它們的位置有
LE17=RE16，RE17=LE16得到密文。然後進行第一輪解密有LD0=LE17=RE16，RD0=RE17=LE16。
解密時輸入的子密鑰與加密時相反，所以LD1=RD0=LE16=RE15，
RD1=LD0⊕F(RD0，K16)=RE16⊕F(RE15，K16)=[LE15⊕F(RE15，K16)]⊕F(RE15，K16)=LE15。
所以加密的最後一輪和解密的第一輪相反，而一般情況下按照公式將REi-1，LEi-1代入得：
REi-1=LEi；LEi-1=REi⊕F(LEi,Ki)。
所以DES的解密演算法是加密演算法的逆。
I. 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