密码编码学DES

1、密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2022-4-101数据加密标准（DES)n数据加密标准（DES) 1971 IBM，由Horst Feistel 领导的密码研究项目组研究出LUCIFER算法。并应用于商业领域。 1973美国标准局征求标准，IBM提交 在1977年，被选为数据加密标准。密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2022-4-102DES的描述n 利用利用56比特长度的密钥比特长度的密钥Kn 分组长度分组长度64比特，密文比特，密文64比特比特n 算法分三个阶段实现：算法分三个阶段实现：n1.对明文对明文X，通过一个固定的初

2、始置换，通过一个固定的初始置换IP得到得到X0。 X0=IP（X）=L0R0，分为左右两部分分为左右两部分n2.函数函数F的的16次迭代：次迭代：LiRi(1=i=16） Li=Ri-1, Ri=Li-1 F(Ri-1, Ki) 其中其中Ki是长为是长为48位的子密钥。子密钥位的子密钥。子密钥K1，K2，K16是作为密钥是作为密钥K（56位）的函数而计算出的。位）的函数而计算出的。n3.对比特串对比特串R16L16使用逆置换使用逆置换IP-1得到密文得到密文Y。 Y=IP-1（R16L16）密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2022-4-103DES的描述密码编码

3、学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2022-4-104DES的描述 密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2022-4-105初始置换(IP) 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,

4、 21, 13, 5, 63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2022-4-106初始置换的逆置换(IP-1)40 8 48 16 56 24 64 3239 7 47 15 55 23 63 3138 6 46 14 54 22 62 3037 5 45 13 53 21 61 2936 4 44 12 52 20 60 2835 3 43 11 51 19 59 2734 2 42 10 50 18 58 2633 1 41 9 49 17 57 25密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理

5、与实践践2022-4-107IP与IP1n两个置换函数互为反向置换n设64bit输入M，经初始置换后为 X=IP(M)n再取反向置换IP1 Y= IP-1(X)= IP-1(IP(M)=M密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2022-4-108扩展置换(E)32 1 2 3 4 5 4 5 6 7 8 9 8 9 10 11 12 1312 13 14 15 16 1716 17 18 19 20 2120 21 22 23 24 2524 25 26 27 28 2928 29 30 31 32 1密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2

6、022-4-109置换函数(P,32bit)16 7 20 21 29 12 28 17 1 15 23 26 5 18 31 10 2 8 24 14 32 27 3 919 13 30 6 22 11 4 25密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2022-4-1010S盒10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f14, 4, 13, 1, 2, 15, 11, 8, 3, 10, 6, 12, 5, 9, 0, 70, 15, 7, 4, 14, 2, 13, 1, 10, 6,

7、 12, 11, 9, 5, 3, 84, 1, 14, 8, 13, 6, 2, 11, 15, 12, 9, 7, 3, 10, 5, 015, 12, 8, 2, 4, 9, 1, 7, 5, 11, 3, 14, 10, 0, 6, 13密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2022-4-1011DES一轮加密的简图密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2022-4-1012DES中使用的特定函数n初始置换IP：对明文输入进行次序的打乱。n逆置换IP-1：n扩展函数E；（32到48）n置换函数P。密码编码学与网络安全：原理与实密码编码

8、学与网络安全：原理与实践践2022-4-1013DES加密的一个例子n取取16进制明文X：0123456789ABCDEF 密钥K为：133457799BBCDFF1 去掉奇偶校验位以二进制形式表示的密钥是 00010010011010010101101111001001101101111011011111111000n应用IP，我们得到：L0=11001100000000001100110011111111L1=R0=11110000101010101111000010101010n然后进行16轮加密。n最后对L16, R16使用IP-1得到密文：n85E813540F0AB405密码编码学

9、与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2022-4-1014DES的争论nDES的核心是S盒，除此之外的计算是属线性的。S盒作为该密码体制的非线性组件对安全性至关重要。nS盒的设计准则：nS盒不是它输入变量的线性函数n改变S盒的一个输入位至少要引起两位的输出改变n对任何一个S盒，如果固定一个输入比特，其它输入变化时，输出数字中0和1的总数近于相等。n公众仍然不知道S盒的构造中是否还使用了进一步的设计准则（有陷门？）。n 密钥长度是否足够？n 迭代的长度？（8、16、32？）密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与网络安全：原理与实践践2022-4-1015三重DESn两个密钥的三重DES121PEDECKKK密码编码学与网络安全：原理与实密码编码学与