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des可逆加密算法

发布时间: 2025-08-18 00:38:28

‘壹’ 【技术分享】DES算法详解

DES算法详解

DES(Data Encryption Standard)是由IBM公司研制的一种对称加密算法,美国国家标准局于1977年公布把它作为非机要部门使用的数据加密标准。以下是对DES算法的详细解析:

一、术语释义

  1. DES(Data Encryption Standard)数据加密标准

    DES是一个分组加密算法,将明文分组进行加密,每次按顺序取明文的一部分。

    典型的DES以64位为分组,加密解密用算法相同。

    密钥长度为56位(每组第8位用于奇偶校验),保密性依赖于密钥。

  2. 密钥

    8个字节共64位的工作密钥,决定保密性能。

  3. 明文

    8个字节共64位的需要被加密的数据。

  4. 密文

    8个字节共64位的加密后的数据,需要被解密以恢复明文。

二、加密过程

DES算法的加密过程主要包括初始置换(IP)、16轮迭代加密(每轮包括扩展、异或、S盒压缩、P盒置换和异或操作)、以及逆置换(IP-1)三个步骤。

  • 初始置换(IP)

    使用初始置换表对64位明文进行置换,得到置换后的数据。

  • 16轮迭代加密

    每轮迭代使用不同的48位密钥(通过密钥生成过程得到)。

    将32位的输入数据(R0)通过E盒扩展为48位。

    将扩展后的48位数据与48位密钥进行异或操作。

    将异或后的结果通过S盒压缩为32位。

    将压缩后的32位数据通过P盒置换得到新的32位数据。

    将新的32位数据与L0进行异或操作,得到R1(第一轮的结果),以此类推,进行16轮迭代。

  • 逆置换(IP-1)

    使用逆置换表对16轮迭代后的结果进行置换,得到最终的密文。

三、流程详细剖析

  1. 初始置换

    使用初始置换表对64位明文进行置换。

    置换表定义了明文每一位在置换后的位置。

  2. 轮函数-E盒子扩展

    将32位的输入数据扩展为48位,以便与48位的密钥进行异或操作。

    扩展过程通过E盒实现,E盒定义了输入数据的每一位在扩展后的位置。

  3. S盒压缩

    将48位的数据分割为8块,每块6位。

    使用S盒将每块6位的数据压缩为4位,得到32位的数据。

    S盒是一个4行16列的表格,每行对应一个输入数据的范围,每列对应一个输出数据的值。

  4. P盒置换

    将S盒压缩后的32位数据通过P盒进行置换,得到新的32位数据。

    P盒定义了输入数据的每一位在置换后的位置。

  5. 异或操作

    在每轮迭代中,将P盒置换后的32位数据与L0(或上一轮的R)进行异或操作,得到新的R(或下一轮的L)。

  6. 逆置换

    使用逆置换表对16轮迭代后的结果进行置换,得到最终的密文。

四、密钥生成过程

  1. PC-1置换

    使用PC-1置换表对64位密钥进行置换,得到56位的密钥。

  2. 分割与移位

    将56位的密钥分割为两个28位的子密钥C1和D1。

    根据移位次数表对C1和D1进行左移操作,共进行16次迭代。

  3. PC-2置换

    将每次迭代后的C1和D1拼接起来,得到48位的中间结果。

    使用PC-2置换表对中间结果进行置换,得到每轮迭代的48位密钥。

五、关于校验位的概念

DES算法中的64位数据包括56位的有效数据和8位的校验位。校验位用于检测数据传输或存储过程中的错误。在DES算法中,校验位不参与加密过程,但在解密后可以进行校验以检查数据的完整性。

六、DES算法总结

DES算法是一种经典的对称加密算法,具有分组加密的特点。它通过初始置换、16轮迭代加密和逆置换三个步骤实现数据的加密。在迭代加密过程中,使用E盒进行扩展、S盒进行压缩、P盒进行置换以及异或操作来混淆和扩散明文数据。密钥生成过程通过PC-1置换、分割与移位以及PC-2置换得到每轮迭代的密钥。DES算法在网络安全领域具有广泛的应用价值,但也需要注意其存在的安全漏洞和局限性。

以上是对DES算法的详细解析,希望能够帮助大家更好地理解这一经典的加密算法。

‘贰’ 着名的可逆的加密算法有哪些

1,DES(Data Encryption Standard):对称算法,数据加密标准,速度较快,适用于加密大量数据的场合。

2,3DES(Triple DES):是基于DES的对称算法,对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密,强度更高。

3,RC2和RC4:对称算法,用变长密钥对大量数据进行加密,比 DES 快。

4,IDEA(International Data Encryption Algorithm)国际数据加密算法,使用 128 位密钥提供非常强的安全性。

5,RSA:由 RSA 公司发明,是一个支持变长密钥的公共密钥算法,需要加密的文件块的长度也是可变的,非对称算法。

(2)des可逆加密算法扩展阅读:

据记载,公元前400年,古希腊人发明了置换密码。1881年世界上的第一个电话保密专利出现。在第二次世界大战期间,德国军方启用“恩尼格玛”密码机,密码学在战争中起着非常重要的作用。

随着信息化和数字化社会的发展,人们对信息安全和保密的重要性认识不断提高,于是在1997年,美国国家标准局公布实施了“美国数据加密标准(DES)”,民间力量开始全面介入密码学的研究和应用中,采用的加密算法有DES、RSA、SHA等。随着对加密强度需求的不断提高,近期又出现了AES、ECC等。

使用密码学可以达到以下目的:

保密性:防止用户的标识或数据被读取。

数据完整性:防止数据被更改。

身份验证:确保数据发自特定的一方。

参考资料来源:网络-加密算法

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