des可逆加密演算法

『壹』 【技術分享】DES演算法詳解

DES演算法詳解

DES（Data Encryption Standard）是由IBM公司研製的一種對稱加密演算法，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。以下是對DES演算法的詳細解析：

一、術語釋義

1. DES（Data Encryption Standard）數據加密標准：

   DES是一個分組加密演算法，將明文分組進行加密，每次按順序取明文的一部分。

   典型的DES以64位為分組，加密解密用演算法相同。

   密鑰長度為56位（每組第8位用於奇偶校驗），保密性依賴於密鑰。

2. 密鑰：

   8個位元組共64位的工作密鑰，決定保密性能。

3. 明文：

   8個位元組共64位的需要被加密的數據。

4. 密文：

   8個位元組共64位的加密後的數據，需要被解密以恢復明文。

二、加密過程

DES演算法的加密過程主要包括初始置換（IP）、16輪迭代加密（每輪包括擴展、異或、S盒壓縮、P盒置換和異或操作）、以及逆置換（IP-1）三個步驟。

• 初始置換（IP）：

  使用初始置換表對64位明文進行置換，得到置換後的數據。

• 16輪迭代加密：

  每輪迭代使用不同的48位密鑰（通過密鑰生成過程得到）。

  將32位的輸入數據（R0）通過E盒擴展為48位。

  將擴展後的48位數據與48位密鑰進行異或操作。

  將異或後的結果通過S盒壓縮為32位。

  將壓縮後的32位數據通過P盒置換得到新的32位數據。

  將新的32位數據與L0進行異或操作，得到R1（第一輪的結果），以此類推，進行16輪迭代。

• 逆置換（IP-1）：

  使用逆置換表對16輪迭代後的結果進行置換，得到最終的密文。

三、流程詳細剖析

1. 初始置換：

   使用初始置換表對64位明文進行置換。

   置換表定義了明文每一位在置換後的位置。

2. 輪函數-E盒子擴展：

   將32位的輸入數據擴展為48位，以便與48位的密鑰進行異或操作。

   擴展過程通過E盒實現，E盒定義了輸入數據的每一位在擴展後的位置。

3. S盒壓縮：

   將48位的數據分割為8塊，每塊6位。

   使用S盒將每塊6位的數據壓縮為4位，得到32位的數據。

   S盒是一個4行16列的表格，每行對應一個輸入數據的范圍，每列對應一個輸出數據的值。

4. P盒置換：

   將S盒壓縮後的32位數據通過P盒進行置換，得到新的32位數據。

   P盒定義了輸入數據的每一位在置換後的位置。

5. 異或操作：

   在每輪迭代中，將P盒置換後的32位數據與L0（或上一輪的R）進行異或操作，得到新的R（或下一輪的L）。

6. 逆置換：

   使用逆置換表對16輪迭代後的結果進行置換，得到最終的密文。

四、密鑰生成過程

1. PC-1置換：

   使用PC-1置換表對64位密鑰進行置換，得到56位的密鑰。

2. 分割與移位：

   將56位的密鑰分割為兩個28位的子密鑰C1和D1。

   根據移位次數表對C1和D1進行左移操作，共進行16次迭代。

3. PC-2置換：

   將每次迭代後的C1和D1拼接起來，得到48位的中間結果。

   使用PC-2置換表對中間結果進行置換，得到每輪迭代的48位密鑰。

五、關於校驗位的概念

DES演算法中的64位數據包括56位的有效數據和8位的校驗位。校驗位用於檢測數據傳輸或存儲過程中的錯誤。在DES演算法中，校驗位不參與加密過程，但在解密後可以進行校驗以檢查數據的完整性。

六、DES演算法總結

DES演算法是一種經典的對稱加密演算法，具有分組加密的特點。它通過初始置換、16輪迭代加密和逆置換三個步驟實現數據的加密。在迭代加密過程中，使用E盒進行擴展、S盒進行壓縮、P盒進行置換以及異或操作來混淆和擴散明文數據。密鑰生成過程通過PC-1置換、分割與移位以及PC-2置換得到每輪迭代的密鑰。DES演算法在網路安全領域具有廣泛的應用價值，但也需要注意其存在的安全漏洞和局限性。

以上是對DES演算法的詳細解析，希望能夠幫助大家更好地理解這一經典的加密演算法。

『貳』 著名的可逆的加密演算法有哪些

1，DES（Data Encryption Standard）：對稱演算法，數據加密標准，速度較快，適用於加密大量數據的場合。

2，3DES（Triple DES）：是基於DES的對稱演算法，對一塊數據用三個不同的密鑰進行三次加密，強度更高。

3，RC2和RC4：對稱演算法，用變長密鑰對大量數據進行加密，比 DES 快。

4，IDEA（International Data Encryption Algorithm）國際數據加密演算法，使用 128 位密鑰提供非常強的安全性。

5，RSA：由 RSA 公司發明，是一個支持變長密鑰的公共密鑰演算法，需要加密的文件塊的長度也是可變的，非對稱演算法。

(2)des可逆加密演算法擴展閱讀：

據記載，公元前400年，古希臘人發明了置換密碼。1881年世界上的第一個電話保密專利出現。在第二次世界大戰期間，德國軍方啟用「恩尼格瑪」密碼機，密碼學在戰爭中起著非常重要的作用。

隨著信息化和數字化社會的發展，人們對信息安全和保密的重要性認識不斷提高，於是在1997年，美國國家標准局公布實施了「美國數據加密標准（DES）」，民間力量開始全面介入密碼學的研究和應用中，採用的加密演算法有DES、RSA、SHA等。隨著對加密強度需求的不斷提高，近期又出現了AES、ECC等。

使用密碼學可以達到以下目的：

保密性：防止用戶的標識或數據被讀取。

數據完整性：防止數據被更改。

身份驗證：確保數據發自特定的一方。

參考資料來源：網路-加密演算法