DES加解密过程和实现

********************本科生作业********************理工大学计算机与通信学院2024 年春季学期 信息安全 课程专 业： 物联网工程 姓名：学号：授课老师：郭显成绩：DES 加解密过程与其实现1 DES 加解密原理DES 算法为密码体制中的对称密码体制，又被称为美国数据加密标准，是 1972 年美国IBM 公司研制的对称密码体制加密算法。明文按 64 位进行分组，密钥长 64 位，密钥事实上是 56 位参加 DES 运算（第 8、16、24、32、40、48、56、64 位是校验位，使得每个密钥都有奇数个 1）分组后的明文组和 56 位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。其入口参数有三个：key、data、mode。key 为加密解密使用的密钥，data 为加密解密的数据，mode 为其工作模式。当模式为加密模式时，明文根据 64 位进行分组，形成明文组，key 用于对数据加密，当模式为解密模式时，key 用于对数据解密。实际运用中，密钥只用到了 64 位中的 56 位，这样才具有高的安全性。1.1 DES 算法总体描述与流程图DES 是一个分组加密算法，它以 64 位为分组对数据加密。64 位一组的明文从算法的一端输入，64 位的密文从另一段输出。它是一个对称算法：加密和解密用的是同一个算法。密钥通常表示为 64 位的数，但每个第 8 位都用作奇偶校验，可以忽略，所以密钥长度为 56位。密钥可以是任意的 56 位的数，且可在任意的时候改变。对于任意的加密方案，总有两个输入：明文和密钥。DES 的明文长为 64 位，密钥长为56 位。明文的处理一般经过三个阶段：首先，64 位的明文经过初始置换（IP）而被重新排列。然后经历 16 轮相同函数的作用，每轮作用都有置换和代替。最后一轮迭代的输出有64 位，它是输入明文和密钥的函数。其左半部分和右半部分互换产生预输出。最后预输出再被与初始置换（IP）互逆的置换产生 64 位的密文。DES 算法只不过是加密的两个基本技术——混乱和扩散的组合，即先代替后置换，它基于密钥作用于明文，这是一轮(round)，DES 在明文分组上实施 16 轮相同的组合技术。如以下图所示：图 1 DES 算法总体描述DES 使得用相同的函数来加密或解密每个分组成为可能，二者唯一的不同就是密钥的次序相反。1.2 DES 加解密算法原理 DES 对 64 位明文分组进行操作。通过一个初始置换，将明文分组分成左半部分和右半部分，各 32 位长。然后进行 16 轮完全相同的运算，这些运算被称为函数 f...