DES密钥机制分析-薛仁杰-5011212510.docVIP

《计算机信息安全》 2017届课程结课论文 《DES 密钥机制分析》 学生姓名 薛仁杰 学 号 5011212510 所属学院 信息工程学院 专 业 计算机科学与技术 班 级 计算机17-6 指导教师 李鹏 目录 摘要: 1 关键词： 1 1 概况 1 1.1 DES简介 1 1.2算法描述 1 2. DES的安全性 6 3.DES的工作模式 6 3.1 电码本模式（ECB 6 3.2 密码分组链接模式（CBC 6 3.3 密文反馈方式（CFB） 7 3.4 输出反馈模式（OFB） 7 4 代码： 7 4.1 java代码 7 4.2运行结果 14 总结 14 参考文献 15 摘要: 现代密码学的发展经过了一个漫长而复杂的过程，在这过程中出现了一系列经典而高效的加密体制。DES作为分组密码的典型代表，对密码学的发展做出了重要的贡献。本文主要介绍了DES的概况，并对它的算法进行描述，找出它的设计思想和特点，分析它的安全性。在此基础上，进一步介绍了DES的工作模式。 关键词：信息安全 DES 加密 解密 明文 密文 1 概况 1.1 DES简介 随着计算机和通信网络的广泛应用，信息的安全性已经受到人们的普遍重视。信息安全已不仅仅局限于政治，军事以及外交领域，而且现在也与人们的日常生活息息相关。现在，密码学理论和技术已得到了迅速的发展，它是信息科学和技术中的一个重要研究领域。DES算法是由IBM公司在20世纪70年代发展起来的，于1976年11月被美国政府采用，随后被美国国家标准局和美国国家标准协会承认，同时也成为全球范围内事实上的工业标准。 DES算法作为分组密码的代表，已成为金融界及其他各种行业广泛应用的对称密钥密码 系统。它以feistel网络结构理论为基础，采用迭代分组形式，在提高算法的运行速度，改善了密码的实用性的同时，也大大的提高了密码的安全性，对于我们研究密码学以及展望密码学的发展方向有重要意义。 1.2算法描述 DES使用56位密钥对64位的数据块进行加密，并对64位的数据块进行16轮编码。在每轮编码中，一个48位的密钥值由56位的“种子”密钥得出来。 DES算法把64位的明文输入快变成64位的密文输出块，整个算法的变换过程如图1.1所示。 图1.1 DES算法框图 图中描述的是DES的加密过程。而解密和加密过程大致相同，不同之处仅在于右边的16个子密钥的使用顺序不同，加密的子密钥的顺序为K1,K2,…,K16，而解密的子密钥的使用顺序则为K16,K15,…,K1。 IP即初始换位的功能是把输入的64位明文数据块按位重新组合，并把输出分为L0，R0两部分，每部分各长32位。其置换规则如表1.1所示。 表1.1 DES算法初始换位规则表 58 52 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 即将输入的64位数据的第58位换到第1位，第50位换到第2位……依此类推。设置换前的输入值为D1D2…D64，则经过初始换位后的结果为：L0=D58D50…D8，R0=D57D49…D7。 经过初始换位后，将R0与密钥发生器产生的密钥K1进行计算，其结果记为f（R0，K1）再与L0进行异或运算得到L0⊕f（R0，K1），把R0记为L1放在左边，把L0⊕f（R0，K1）记为R1放在右边，从而完成了第一次迭代运算。连续迭代16次，第16次迭代结果左右不交换，即L15⊕f（R15，K16）记为R16放在左边，R15记为L16放在右边。 16次迭代后，得到L16，R16。将此作为输入进行逆初始换位IP-1，就可以得到密文输出。逆初始换位正好是初始换位的逆运算。其置换规则如表1.2所示。 表1.2 DES算法逆初始换位规则表 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 5