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DES加解密过程和实现

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********************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...

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