des 加密算法详解

泰克实验室塑造

对加密解密一直挺喜欢的，可还是没有怎么好好学习过，希望这是一个好的开始。

在网上搜了一下关于DES的说明，发现有些杂乱，所以还是有必要整合一下。

DES算法的入口参数有三个：
Key, Data, Mode

Key 为64bit密钥， Data为64bit数据，Mode为加密还是解密。

DES算法的过程:

1. 对输入的密钥进行变换。
    用户的64bit密钥，其中第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。所以密钥事实上是56位。对这56位密钥进行如下表的换位。

57, 49, 41, 33, 25, 17,   9,  1, 58, 50, 42, 34, 26, 18, 10,  2, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11,  3, 60, 52, 44, 36,
63, 55, 47, 39, 31, 23, 15,  7, 62, 54, 46, 38, 30, 22, 14,  6, 61, 53, 45, 37, 29, 21, 13,  5, 28, 20, 12,   4,

表的意思是第57位移到第1位，第49位移到第2位，...... 以此类推。变换后得到56bit数据，将它分成两部分，C[0][28], D[0][28]。

2. 计算16个子密钥，计算方法C[i][28] D[i][28]为对前一个C[i-1][28], D[i-1][28]做循环左移操作。16次的左移位数如下表:

1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16   （第i次)
1,  1,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  1,   2,  2,   2,   2,   2,   2,  1    (左移位数)

3. 串联计算出来的C[i][28] D[i][28] 得到56位，然后对它进行如下变换得到48位子密钥K[i][48]

14, 17, 11, 24,  1,   5,  3, 28, 15,   6, 21, 10, 23, 19, 12,   4, 26,    8, 16,   7, 27, 20, 13,   2,
41, 52, 31, 37, 47, 55, 30, 40, 51, 45, 33, 48, 44, 49, 39, 56, 34, 53, 46, 42, 50, 36, 29, 32,

表的意思是第14位移到第1位，第17位移到第2位，以此类推。在此过程中，发现第9，18，22，25， 35，38，43，54位丢弃。


4. 对64bit的明文输入进行换位变换。换位表如下:

58, 50, 12, 34, 26, 18, 10,  2, 60, 52, 44, 36, 28, 20, 12,  4,
62, 54, 46, 38, 30, 22, 14,  6, 64, 56, 48, 40, 32, 24, 16,  8,
57, 49, 41, 33, 25, 17,   9,  1, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11,  3,
61, 53, 45, 37, 29, 21, 13,  5, 63, 55, 47, 39, 31, 23, 15,  7

表的意思就是第一次变换时，第58位移到第1位，第50位移到第2位，...... 依此类推。得到64位数据，将这数据前后分成两块L[0][32], R[0][32]。

5. 加密过程，对R[i][32]进行扩展变换成48位数，方法如下， 记为E(R[i][32])

32,   1,   2,   3,  4,   5,   
  4,   5,   6,   7,   8,  9,
  8,   9, 10, 11, 12, 13,
12, 13, 14, 15, 16, 17,
16, 17, 18, 19, 20, 21,
20, 21, 22, 23, 24, 25,
24, 25, 26, 27, 28, 29,
28, 29, 30, 31, 32,  1,

6. 将E(R[i][32])与K[i][48]作异或运算，得到48位数，将48位数顺序分成8份，6位一份，B[8][6]。

7. 使用S[i]替换B[i][6]。过程如下: 取出B[i][6]的第1位和第6位连成一个2位数m， m就是S[i]中对应的行数(0-3)，取出B[i][6]的第2到第5位连成一个4位数n(0-15)，n就是S[i]中对应的列数，用S[i][m][n]代替B[i][6]。S是4行16列的对应表，里面是4位的数，一共有8个S，定义如下:

S[1]:
   14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
　　0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,
　　4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,
　　15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13,
S[2]:
    15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,
    3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,
    0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,
    13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9,
S[3]:
    10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,
    13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,
    13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,
    1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12,
S[4]:
    7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,
　　13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,
　　10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
　　3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14,
S[5]:
　　2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,
　　14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,
　　4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,
　　11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3,
S[6]:
　　12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,
　　10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,
　　9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,
　　4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,
S[7]:
　　4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,
　　13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
　　1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,
　　6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,
S[8]:
　　13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,
　　1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,
　　7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,
　　2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11,

8. 将从B[i][6]经过S得到的8个4位数连起来得到32位数。对这个数进行如下变换:

   16,7,20,21,29,12,28,17, 1,15,23,26, 5,18,31,10,
　　2,8,24,14,32,27, 3, 9,19,13,30, 6,22,11, 4,25,

  得到的结果与L[i][32]作异或运算，把结果赋给R[i][32]。

9. 把R[i-1][32]的值赋给L[i]，从5开始循环。直到K[16][48]结束。

10. 将最后的L,R合并成64位，然后进行如下转化得到最后的结果。这是对第4步的一个逆变化。
40, 8, 48, 16, 56, 24, 64, 32,
39, 7, 47, 15, 55, 23, 63, 31,
38, 6, 46, 14, 54, 22, 62, 30,
37, 5, 45, 13, 53, 21, 61, 29,
36, 4, 44, 12, 52, 20, 60, 28,
35, 3, 43, 11, 51, 19, 59, 27,
34, 2, 42, 10, 50, 18, 58, 26,
33, 1, 41,   9, 49, 17, 57, 25


以上是Des的加密过程，解密过程同样，只需要把16个子密钥K[i][48]的顺序颠倒过来就行了。

shuihai

的沙发书房书房

shuihai

电视广告后

shuihai

过数十个是咋个

shuihai

该死的广东省个子高

phil

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