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通信学论文-利用汇编语言实现DES加密算法 .doc

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通信学论文-利用汇编语言实现DES加密算法 .doc

通信学论文利用汇编语言实现DES加密算法摘要DES算法是一种数据加密算法。自从1977年公布以来,一直是国际上的商用保密通信和计算机通信的最常用的加密标准。DES算法的实现一般用高级语言。关键词加密算法DES汇编语言目前在金融界及非金融界的保密通信中,越来越多地用到了DES算法。DES(DataEncryptionStandard)即数据加密算法,是IBM公司于1977年研究成功并公开发表的。随着我国三金工程尤其是金卡工程的启动,DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡IC卡中被广泛应用,以此来实现关键数据的保密。如信用卡持卡人的PIN的加密传输、IC卡与POS间的双向认证、金融交易中的密码键盘等,均用到DES算法。由于密码键盘不可能使用高级语言,所以用汇编语言实现DES就非常实用。1DES算法的简单原理DES是一种分组密码。假定明文m是由0和1组成的长度为64位的符号串,密钥k也是64位的0、1符号串。设Mm1m2m3m64Kk1k2k3k64加密过程可表达如下DESmIP1T16T15T2T1IPm其中IPm是初始置换,IP1是逆置换,T16T1是16次迭代。(1)初始置换IP功能是把输入的明文m按位重新组合,并把输出分为L0、R0两部分,每部分各长32位,其置换规则如下58,50,42,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,62,54,46,38,30,22,14,6,64,56,48,40,32,24,16,8,57,49,41,33,25,17,9,1,59,51,43,35,27,19,11,3,61,53,45,37,29,21,13,5,63,55,47,39,31,23,15,7(2)逆置换IP1经过16次迭代运算后,得到L16、R16,将此作为输入,进行逆置换。逆置换满足IPIP1IP1IPI逆置换正好是初始置换的逆运算。(3)T16T1的迭代计算DES的迭代算法采用模2加法。在通信网络的两端,双方约定了一致的密钥。在通信的源点用密钥对核心数据进行加密并形成密文,然后,以密文的形式在公共通信网中传输到通信网络的终点。数据到达终点后,用同样的密钥对密文数据进行解密,便再现了明文形式的核心数据。这样,便保证了核心数据如PIN、MAC等在公共通信网中传输的安全性和可靠性。2汇编语言的实现用汇编语言实现DES算法有它的优势也有它的难点。优势是51汇编的位操作可以方便地实现置换功能。但用汇编语言实现算法的迭代运算及循环功能比较烦琐。在用51汇编实现DES的过程中,我编写了几个子程序,组合起来可实现DES算法加密。在这里写出一些思路,有需要的同行可与我联系(Emailzhoubinjlu.edu.cn)。8031有16个可以位寻址的寄存器,可放置128位的数据,利用它可实现DES的转置功能。将明文m放入寄存器27H20H中,即位地址00H对应m64,3FH对应m1。利用标志寄存器C可实现置换与逆置换程序。在DES的16次迭代过程中,要实现公式LiRi1RiLi1fRi1,ki的运算过程,其关键在于fRi1,ki的功能。f是将32位的输入转化为32位的输出。其中含3项技术①将32位膨胀为48位的E功能。该项功能可用类似于置换功能的子程序编写。②48位子密钥的生成。为了便于51汇编生成子密钥,可以使用主机用串口下传的方式,由主机将16个子密钥传给89C52为核心的单片机,然后存入80HFFH中。如果密钥是固定的,则可直接将子密钥固化在89C52的Flash中。③S盒的功能是将48位的输入再次缩为32位。具体实现是将S盒表存入89C52的Flash中,每次通过查表求得S输出的结果。下面列举其中的几个子程序。(1)IP置换子程序入口寄存器MSB2726252423222120LSB,出口寄存器MSB2F2E2D2C2B2A2928LSB功能将入口寄存器的数据按置换表换位。IPMOVC,06H将m58送到进位标志中MOV7FH,C将进位标志送m1中MOVC,0EH将m50送到进位标志中MOV7EH,C将进位标志送m2中重复,按表编写...MOVC,31H将m15送到进位标志中MOV41H,C将进位标志送m63中MOVC,39H将m7送到进位标志中MOV40H,C将进位标志送m64中RET(2)逆置换子程序入口寄存器MSB2726252423222120LSB,出口寄存器MSB2F2E2D2C2B2A2928LSB功能将入口寄存器的数据按逆置换表换位。IPRVSMOVC,18H将m40送到进位标志中MOV7FH,C将进位标志送m1中MOVC,38H...RET(3)异或子程序入口寄存器272625243F3E3D3C,出口寄存器2B2A2928功能将寄存器27262524的内容和寄存器3F3E3D3C的内容异或。结果保存在2B2A2928寄存器中。XORLFMOVA,3FH将高8位异或XRLA,27HMOV2BH,A放入出口处MOVA,3EHXRLA,26HMOV2AH,AMOVA,3DHXRLA,25HMOV29H,AMOVA,3CHXRLA,24HMOV28H,ARET(4)S盒子程序入口寄存器MSB2F2E2D2C2B2A2928,出口寄存器MSB27262524功能48位→32位S6TO4MOV20h,2FH取出高位数据LCALLS162345调用实现Sib1b6,b2b3b4b5的功能子程序

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