DES算法结构.doc

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加密算法之DES算法

DES算法描述

DES是一个16轮的Feistel型结构密码，它的分组长度为64比特，用一个56比特的密钥来加密一个64比特的明文串，输出一个64比特的密文串。

其中，使用密钥为64比特，实用56比特，另8位用作奇偶校验。

加密的过程是先对64位明文分组进行初始置换，然后分左、右两部分分别经过16轮迭代，然后再进行循环移位与变换，最后进行逆变换得出密文。

加密与解密使用相同的密钥，因而它属于对称密码体制。

DES过程框图如下,假设输入的明文数据是64比特。

首先经过初始置换IP后把其左半部分32比特记为L0，右半部分32比特记为R0，即成了置换后的输入；然后把R0与密钥产生器产生的子密钥k1进行运算，其结果计为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，而把L0+f（R0,k1）记为R1放在右边，从而完成了第一轮迭代运算。

在此基础上，重复上述的迭代过程，一直迭代至第16轮。

所得的第16轮迭代结果左右不交换，即L15+f（R15,k16）记为R16,放在左边，而R15记为L16放在右边，成为预输出，最后经过初始置换的逆置换IP-1运算后得到密文。

Feistel加密结构

DES算法采用Feistel密码结构，关于feistel网络结构框图如下

Feistel加密算法的输入是长为2w的明文和一个密钥K=（K1，K2...,Kn）。

将明文分组分成左右两半L和R，然后进行n轮迭代，迭代完成后，再将左右两半合并到一起以产生密文分组。

其第i+1轮迭代的函数为：

其中Ki是第i轮的子密钥，“”表示异或运算，F表示轮函数。

一般地，各轮子密钥彼此各不相同，且轮函数F也各不相同。

代换过程完成后，在交换左右两半数据，这一过程称为置换。

DES的解密过程

DES的解密过程与加密过程共用了同样的计算过程。

两者的不同之处仅在于解密时子密钥ki的使用顺序与加密时相反。

如果加密的子密钥k1，k2,…,k16,那么，解密时子密钥的使用顺序为与k16，k15,…,k1。

即：

用DES解密时，将以64位密文作为输入，第一轮迭代使用子密钥k16；第二轮迭代使用子密钥k15,…,第16轮迭代使用子密钥k1,其他运算与加密时一样，最后输出的便是64位明文。