DES算法实现课程设计讲解.doc

通达学院课程设计Ⅱ报告 （ 2016/ 2017学年 第 1 学期） 题 目： DES算法实现 专 业 计算机科学与技术（信息安全） 学 生 姓 名 班 级 学 号 指 导 教 师 王 波 指 导 单 位 计算机学院信息安全系 日 期 评 分 细 则 评分项 优秀 良好 中等 差 遵守机房规章制度 上机时的表现 学习态度 程序准备情况 程序设计能力 团队合作精神 课题功能实现情况 算法设计合理性 用户界面设计 报告书写认真程度 内容详实程度 文字表达熟练程度 回答问题准确度 简 短 评 语 教师签名： 年 月 日 评分等级 备注 评分等级有五种：优秀、良好、中等、及格、不及格 DES算法的实现 课题内容和要求 对称加密就是加密和解密所用的密钥是一样的，加密的强度很大程度上在于密钥的强度以及加密算法的必威体育官网网址，最常见的对称加密算法有DES、IDEA、RC4、RC5等。本设计题要求实现DES加密和解密算法，能对文件实现加解密。 二、对设计要求的理解 DES是一个分组密码算法，使用64位密钥（除去8位奇偶校验，实际密钥长度为56位）对64比特的数据分组（二进制数据）加密，产生64位密文数据。DES是一个对称密码体制，加密和解密使用同意密钥，解密和加密使用同一算法（这样，在硬件与软件设计时有利于加密单元的重用）。DES的所有的必威体育官网网址性均依赖于密钥。 程序主要采取对数据的位操作的形式，把明密文文件中的内容以字节为单位读取，每次读取8个byte共65bits，然后使用标准DES的算法依次对读取的64bits明密文进出加解密处理。文件的路径的输入有比较严格的格式约束。如：盘符名：\\文件名.txt 格式错误则会导致文件打开失败，不能进行加解密操作。 三、概要设计 程序主要流程图如下： 图-1 程序流程图 这个程序的关键在DES算法的操作，主要有下的主要步骤： 1.初始置换 IP； 2.子密钥 Ki 的获取； 3.密码函数 f ； 4.尾置换 IP-1 ； 下面是具体的几个过程： 1） 初始置换IP 这一部分很简单，IP（initial permutation）是一个 8x8 的置换表： int 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, 21, 13, 5, 63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7 }; 根据表中的规定，将输入的 64 位明文重新进行排序，即将第 58 位放到第 1 位，第 50 位放到第 2 位……以此类推。初始置换以后得到的是一个 64 位的输出。 2） 子密钥 Ki 的获取 用户输出的密钥是 64 位的，根据密钥置换表PC-1，将 64 位变成 56 位密钥。（去掉了奇偶校验位）将 PC-1 置换得到的 56 位密钥，分为前28位 C0 和后28位 D0，分别对它们进行循环左移，C0左移得到 C1，D0 左移得到 D1。将 C1 和 D1 合并成 56 位，然后通过PC-2表进行压缩置换，得到当前这一轮的 48 位子密钥 K1 。然后对 C1 和 D1 进行左移和压缩置换，获取下一轮的子密钥……一共进行16轮，得到 16 个 48 位的子密钥。 3） 密码函数 f 密码函数f(R, K)接受两个输入：32 位的数据和 48 位的子密钥。然后：