DES算法实验报告-

DES 算法实验报告 姓名 学 号 班级 一 实验环境 1 硬件配置 处理器 英特尔 Pentium 双核 E5400 2 70GHZ 内存 2G 2 使用软件 操作系统 Windows XP 专业版 32 位 SP3 DirectX 9 0C 软件工具 Microsoft Visual C 6 0 二 实验涉及的相关概念或基本原理 1 加密原理 DES 使用一个 56 位的密钥以及附加的 8 位奇偶校验位 产生最大 64 位的分组大小 这是一个迭代的分组密码 使用称为 Feistel 的技术 其中将加密的文本块分成两半 使 用子密钥对其中一半应用循环功能 然后将输出与另一半进行 异或 运算 接着交换这 两半 这一过程会继续下去 但最后一个循环不交换 DES 使用 16 个循环 使用异或 置换 代换 移位操作四种基本运算 三 实验内容 1 关键代码 子密钥产生 F 函数以及加密 16 轮迭代 2 DES 加密算法的描述及流程图 子密钥产生 在 DES 算法中 每一轮迭代都要使用一个子密钥 子密钥是从用户输入的初始密钥产 生的 K 是长度为 64 位的比特串 其中 56 位是密钥 8 位是奇偶校验位 分布在 8 16 24 32 40 48 56 64 比特位上 可在 8 位中检查单个错误 在密钥编排计算 中只用 56 位 不包括这 8 位 子密钥生成大致分为 置换选择 1 PC 1 循环左移 置 换选择 2 PC 2 等变换 分别产生 16 个子密钥 DES 解密算法与加密算法是相同的 只是子密钥的使用次序相反 DES 加密算法 DES 密码算法采用 Feistel 密码的 S P 网络结构 其特点是 加密和解密使用同一算 法 同一密钥 同一结构 区别是 16 轮加密子密钥顺序为 K1 K2 K16 解密子密钥顺 序为 K16 K15 K1 其中密钥长度为 64 位 在具体算法中 只使用 56 位 另外 8 位为 奇偶校验位 的密钥输入对 64 位的明文进行加解密运算 获取 64 位密文 整个过程由三个阶段来完成 初始置换 乘积变换和逆初始置换 大致过程 设 m m1m2 m64 为 64 位输入明文 DES 算法先执行初始置换 IP 对 m 的 64 位进行换位处理 然后通过子密钥 K1 K16 对明文进行 16 轮乘积变换 即进行 16 次迭代处理 最后经过逆初 始置换的处理 得到 64 位密文 c c1c2 c64 输出 16 轮迭代目的是使明文增加混乱 1 性和扩散性 避免输出密文残留统计规律 使破译者无法反向推算出密钥 第一步 变换明文 对给定的 64 位的明文 x 首先通过一个置换 IP 表来重新排列 x 从而构造出 64 位的 x0 x0 IP x L0R0 其中 L0 表示 x0 的前 32 位 R0 表示 x0 的后 32 位 第二步 按照规则迭代 规则为 Li Ri 1 Ri Li f Ri 1 Ki i 1 2 3 16 经过第 1 步变换已经得到 L0 和 R0 的值 其中符号 表示数学运算 异或 f 表示一种置 换 由 s 盒置换构成 Ki 是一些由密钥编排函数产生的比特块 第三步 对 L16R16 利用 IP 1 作逆置换 流程图 图 1 DES 算法一轮迭代的过程 DES 加密算法的描述 3 实验结果 加密结果解密结果 图 2 DES 加解密结果 四 实验总结分析 通过这次实验 我发现 DES 算法虽然并不复杂 但是真正实现起来 自己编程上还存 在诸多不足 很多细微的知识点很容易就遗忘了 比如对与数组的应用也不是很扎实 数 组下标和替换表之间存在 1 个位的偏差 如若没有理清逻辑关系 很容易出错 导致返工 通过这次 DES 加解密算法的实验 我对 DES 的原理有了更深刻的认识 对初始变换 F 函 数的扩展变换 S 盒 P 盒的混