DES加密算法原理

一、DES算法理论

      本世纪五十年代以来，密码学研究领域出现了最具代表性的两大成就。其中之一就是1971年美国学者塔奇曼 （Tuchman）和麦耶（Meyer）根据信息论创始人香农（Shannon）提出的「多重加密有效性理论」创立的，后于1977年由美国国家标准局颁布的数据加密标准。 
DES密码实际上是Lucifer密码的进一步发展。它是一种採用传统加密方法的区组密码。它的算法是对称的，既可用于加密又可用于解密。

      美国国家标准局1973年开始研究除国防部外的其它部门的计算机系统的数据加密标准，于1973年5月15日和1974年8月27日先后两次向公众发出了徵求加密算法的公告。 加密算法要达到的目的通常称为DES密码算法要求主要为以下四点：

      提供高质量的数据保护，防止数据未经授权的洩露和未被察觉的修改；具有相当高的复杂性，使得破译的开销超过可能获得的利益，同时又要便于理解和掌握 DES密码体制的安全性应该不依赖于算法的保密，其安全性仅以加密密钥的保密为基础实现经济，运行有效，并且适用于多种完全不同的应用。

      1977年1月，美国政府颁布：採纳IBM公司设计的方案作为非机密数据的正式数据加密标准（DES枣Data Encryption Standard）。

　　目前在这裡，随著三金工程尤其是金卡工程的启动，DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用，以此来实现关键数据的保密，如信用卡持卡人的PIN的加密传输，IC卡与POS间的双向认证、金融交易数据包的MAC校验等，均用到DES算法。

　　DES算法的入口参数有三个：Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位，是DES算法的工作密钥；Data也为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密。

　　DES算法是这样工作的：如Mode为加密，则用Key 去把数据Data进行加密， 生成Data的密码形式（64位）作为DES的输出结果；如Mode为解密，则用Key去把密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式（64位）作为DES的输出结果。在通信网络的两端，双方约定一致的Key，在通信的源点用Key对核心数据进行DES加密，然后以密码形式在公共通信网（如电话网）中传输到通信网络的终点，数据到达目的地后，用同样的Key对密码数据进行解密，便再现了明码形式的核心数据。这样，便保证了核心数据（如PIN、MAC等）在公共通信网中传输的安全性和可靠性。

　　通过定期在通信网络的源端和目的端同时改用新的Key，便能更进一步提高数据的保密性，这正是现在金融交易网络的流行做法。

二、DES算法详述

　　DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块，它所使用的密钥也是64位,其功能是把输入的64位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，其置换规则见下表：
      58,50,12,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,
　　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,

　　即将输入的第58位换到第一位，第50位换到第2位，...，依此类推，最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位，R0 是右32位，例：设置换前的输入值为D1D2D3......D64，则经过初始置换后的结果为：L0=D550...D8；R0=D57D49...D7。

　　经过26次迭代运算后。得到L16、R16，将此作为输入，进行逆置换，即得到密文输出。逆置换正好是初始置的逆运算，例如，第1位经过初始置换后，处于第40位，而通过逆置换，又将第40位换回到第1位，其逆置换规则如下表所示：
　　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,
　　34,2,42,10,50,18,58 26,33,1,41, 9,49,17,57,25,

      放大换位表

　　32, 1, 2, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 8, 9, 10,11,
　　12,13,12,13,14,15,16,17,16,17,18,19,20,21,20,21,
　　22,23,24,25,24,25,26,27,28,29,28,29,30,31,32, 1,

      单纯换位表

　　16,7,20,21,29,12,28,17, 1,15,23,26, 5,18,31,10,
　　2,8,24,14,32,27, 3, 9,19,13,30, 6,22,11, 4,25,

　　在f(Ri,Ki)算法描述图中，S1,S2...S8为选择函数，其功能是把6bit数据变为4bit数据。下面给出选择函数Si(i=1,2......8)的功能表： 选择函数Si

      S1:
　　      14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
　　      0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,
　　      4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,
　　      15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13,
      S2:
　　      15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,
　　      3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,
　　      0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,
　　      13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9,
      S3:
　　      10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,
　　      13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,
　　      13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,
　　      1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12,
      S4:
　　      7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,
　　      13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,
　　      10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
　　      3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14,
      S5:
　　      2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,
　　      14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,
　　      4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,
　　      11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3,
      S6:
　　      12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,
　　      10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,
　　      9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,
　　      4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,
      S7:
　　      4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,
　　      13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
　　      1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,
　　      6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,
      S8:
　　      13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,
　　      1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,
　　      7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,
　　      2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11,

      在此以S1为例说明其功能，我们可以看到：在S1中，共有4行数据，命名为0，1、2、3行；每行有16列，命名为0、1、2、3，......，14、15列。

　　现设输入为： D＝D1D2D3D4D5D6
      令：列＝D2D3D4D5
　　      行＝D1D6

　　然后在S1表中查得对应的数，以4位二进製表示，此即为选择函数S1的输出。

      下面给出子密钥Ki(48bit)的生成算法

　　从子密钥Ki的生成算法描述图中我们可以看到：初始Key值为64位，但DES算法规定，其中第8、16、......64位是奇偶校验位，不参与DES运算。故Key 实际可用位数便只有56位。即：经过缩小选择换位表1的变换后，Key 的位数由64 位变成了56位，此56位分为C0、D0两部分，各28位，然后分别进行第1次循环左移，得到C1、D1，将C1（28位）、D1（28位）合併得到56位，再经过缩小选择换位2，从而便得到了密钥K0（48位）。依此类推，便可得到K1、K2、......、K15，不过需要注意的是，16次循环左移对应的左移位数要依据下述规则进行：循环左移位数，1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1

　　以上介绍了DES算法的加密过程。DES算法的解密过程是一样的，区别仅仅在于第一次迭代时用子密钥K15，第二次K14、......，最后一次用K0，算法本身并没有任何变化。

      DES算法具有极高安全性，到目前为止，除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外，还没有发现更有效的办法。而56位长的密钥的穷举空间为256，这意味著如果一台计算机的速度是每一秒种检测一百万个密钥，则它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间，可见，这是难以实现的，当然，随著科学技术的发展，当出现超高速计算机后，我们可考虑把DES密钥的长度再增长一些，以此来达到更高的保密程度。

三、DES算法的脆弱性

　　由上述DES算法介绍我们可以看到：DES算法中只用到64位密钥中的其中56位，而第8、16、24、......64位8个位并未参与DES运算，这一点，向我们提出了一个应用上的要求，即DES的安全性是基于除了8，16，24，......64位外的其馀56位的组合变化256才得以保证的。因此，在实际应用中，我们应避开使用第8，16，24，......64位作为有效数据位，而使用其它的56位作为有效数据位，才能保证DES算法安全可靠地发挥作用。如果不瞭解这一点，把密钥Key的8，16，24，..... .64位作为有效数据使用，将不能保证DES加密数据的安全性，对运用DES来达到保密作用的系统产生数据被破译的危险，这正是DES算法在应用上的误区，是各级技术人员、各级领导在使用过程中应绝对避免的，而当今各金融部门及非金融部门，在运用DES工作，掌握DES工作密钥Key的领导、主管们，极易忽略，给使用中貌似安全的系统，留下了被人攻击、被人破译的极大隐患。

转自：http://blog.163.com/atom2004@126/blog/static/8828690120088752544339/

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/news/499963.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

[python]---从java到python(01)---基础与入门上手

[python]---从java到python(01)---基础与入门上手

前言 我本是java派的,已经有几年了,直接也接触过其他语言,比如从最早的汇编语言到高级语言始祖的C; 但是近来越发觉得python很火,现在以我的视角开始写入门python基础,算是入坑了; 我的计划是这个系列要更契合那些有java基础的同胞们,用你们已有的java基础,用对比的方式,更快的…
阅读更多...
AES加密算法原理

AES加密算法原理

一、摘要 AES（The Advanced Encryption Standard）是美国国家标准与技术研究所用于加密电子数据的规范，在2002年5月26日建立。它被预期能成为人们公认的加密包括金融、电信和政府数字信息的方法。AES 是一个新的可以用于保护电子数据的加密算法…
阅读更多...
java获取本机ipv4,并使用Google Guava 缓存

java获取本机ipv4,并使用Google Guava 缓存

java写个util,获取本机ip,并使用Google Guava 缓存起来 四个方法: 获取本机ipv4ip转16进制16进制转ip校验ip 首先,Google Guava使用的maven配置 <dependency><groupId>com.google.guava</groupId><artifactId>guava</artifactId><version&g…
阅读更多...
OpenSSL库概述

OpenSSL库概述

一、背景技术SSL是Secure Sockets Layer&#xff08;安全套接层协议&#xff09;的缩写&#xff0c;可以在Internet上提供秘密性传输。Netscape公司在推出第一个Web浏览器的同时&#xff0c;提出了SSL协议标准。其目标是保证两个应用间通信的保密性和可靠性,可在服务器端和用户…
阅读更多...
短信微信等消息发送系统的架构设计

短信微信等消息发送系统的架构设计

消息发送系统 项目中的一种做法,简化总结如下 1.对外暴露接口1,供业务方调用 2.接口2的实现就是同步发送各种消息,比如发短信,发微信等,但不保证 3.对外暴露接口2,供业务方调用 4.接口2内部实现,也是发送消息,但是是通过mq解耦的 4.1.业务方调用接口2后,接口2的实现将会发送一…
阅读更多...
大数运算库简介

大数运算库简介

一、技术背景在网络安全技术领域中各种加密解密算法的软件实现上始终有一个共同的问题就是如何在普通的 PC 机上实现大数的运算。我们日常生活中所应用的 PC 机内部字长多是32 位或 64 位&#xff0c;但是在各种加密解密的算法中为了达到一定的安全强度&#xff0c;都是要求在1…
阅读更多...
内存溢出,频繁full gc 处理思路

内存溢出,频繁full gc 处理思路

内存溢出,频繁full gc 处理思路 1.导出整个JVM 中内存信息 jmap -dump:formatb,file文件名 [pid] 2.分析dump文件的两种方式: 2.1. jdk安装目录下,bin目录下,jvisualvm.exe双击打开 文件–装入–选择dump出来的文件 就可以开始分析了2.2. 使用eclipse,安装插件mat(MemoryAn…
阅读更多...
Base64编码解码原理

Base64编码解码原理

一. Base64编码由来 为什么会有Base64编码呢&#xff1f;因为有些网络传送渠道并不支持所有的字节&#xff0c;例如传统的邮件只支持可见字符的传送&#xff0c;像ASCII码的控制字符就不能通过邮件传送。这样用途就受到了很大的限制&#xff0c;比如图片二进制流的每个字节不可…
阅读更多...
eclipse mat 打开dump文件,明明大小1G,打开后却只有不到100M.其他的去哪了

eclipse mat 打开dump文件,明明大小1G,打开后却只有不到100M.其他的去哪了

eclipse mat 打开dump文件,明明大小1G,打开后却只有不到100M.其他的去哪了 Used heap dump 显示的大小远小于dump文件大小 解决: window-->Preferences-->memory Analuzer-->勾选keep unreachable objects-->apply and close
阅读更多...
MVP模式介绍

MVP模式介绍

一、概述MVP 是从经典的模式MVC演变而来&#xff0c;它们的基本思想有相通的地方&#xff1a;Controller/Presenter负责逻辑的处理&#xff0c;Model提供数据&#xff0c;View负责显示。二、MVC和MVP的区别作为一种新的模式&#xff0c;MVP与MVC有着一个重大的区别&#xff1a;…
阅读更多...
eclipse mat 分析dump文件,打开文件报错,out of memeory

eclipse mat 分析dump文件,打开文件报错,out of memeory

eclipse mat 分析dump文件,打开文件报错,out of memeory 解决: 1.打开eclipse报out of memeory通用 window-->Preferences-->java-->installed JREs-->选中-->edit--> 在default VM arguments栏中加入:-server -Xms4096m -Xmx4096m -XX:PermSize512m -XX:M…
阅读更多...
VIPER模式介绍

VIPER模式介绍

一、概述VIPER模式的理念不属于MV(X)系类&#xff0c;其理念来自于建筑设计。建筑领域流行这样一句话&#xff0c;“我们虽然在营造建筑&#xff0c;但建筑也会重新塑造我们”。正如所有开发者最终领悟到的&#xff0c;这句话同样适用于构建软件。编写代码中至关重要的是&#…
阅读更多...
mysql索引(b+tree)小记

mysql索引(b+tree)小记

索引:快速检索的数据结构,缺点是插入时要创建索引树,所以索引不能太多 1.hash O(1) 时间复杂度低 有冲突,不支持范围查询,不支持排序 2.二叉树BST 平衡树:O(logn) 缺点:当树不平衡时,相对于没有索引 3.红黑数 相对二叉树,相对平衡 插入逐渐增大时,也会有右倾,也不是很平衡…
阅读更多...
强制消除Xcode警告的方法

强制消除Xcode警告的方法

比如我已经知道某行会报警告了&#xff0c;但是代码有这么写的道理&#xff0c;实在不想看到警告&#xff0c;可以用下面这个宏把这几行代码包住&#xff0c;就可以消除警告了。#pragma clang diagnostic push#pragma clang diagnostic ignored "-Wunused-variable"/…
阅读更多...
springMVC 源码级别总结原理，DispatcherServlet核心方法

springMVC 源码级别总结原理，DispatcherServlet核心方法

前言 springMVC自我总结 本次maven: <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework/spring-webmvc --><dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-webmvc</artifactId><version>4.3.…
阅读更多...
SQLite3中的数据类型

SQLite3中的数据类型

一、概述 大多数的数据库引擎&#xff08;到现在据我们所知的除了sqlite的每个sql数据库引擎&#xff09;都使用静态的、刚性的类型&#xff0c;使用静态类型&#xff0c;数据的类型就由它的容器决定&#xff0c;这个容器是这个指被存放的特定列。 Sqlite使用一个更一般的动态类…
阅读更多...
一个java工程师必知的安全意识（信息传输篇）

一个java工程师必知的安全意识（信息传输篇）

我们在遇到涉及用户密码&#xff0c;用户联系方式&#xff0c;身份证信息等敏感字段的时候&#xff0c;一般的处理方式是&#xff1a; 1.传输使用密文&#xff0c;拒绝明文传输用户密码&#xff0c;推荐明文加盐加密&#xff0c;后台再解密 比如要传输的明文是123456的明文密…
阅读更多...
关于iOS7里的JavaScriptCore framework

关于iOS7里的JavaScriptCore framework

在iOS7沸沸扬扬的扁平化论战之外&#xff0c;WWDC 2013还是公布了很多让开发者小兴奋的点&#xff0c;其中包括多任务加强支持background fetch和transfer&#xff0c;近场通信的AirDrop和p2p&#xff0c;以及游戏控制器和游戏中心的加强&#xff1b;当然还包括了让web开发同学…
阅读更多...
[nginx报错]---unknown directive chunkin in /XXXXX/XXXXXX:XX的几种解决方式

[nginx报错]---unknown directive chunkin in /XXXXX/XXXXXX:XX的几种解决方式

问题&#xff1a; nginx报错:unknown directive “chunkin” in /XXXXX/XXXXXX:XX 解决&#xff1a; 当出现unknown directive&#xff0c;一般有个反应&#xff0c;就是nginx中&#xff0c;要么配置格式不对&#xff0c;要么多了什么东西&#xff0c;要么就是有不支持的语法…
阅读更多...
[数据库] ------ mysql 执行计划

[数据库] ------ mysql 执行计划

mysql 执行计划 简单来说&#xff0c;mysql整体架构分为三块&#xff1a;应用层&#xff0c;逻辑层&#xff0c;物理层 应用层&#xff1a;负责与客户端交互&#xff0c;建立连接&#xff0c;返回数据&#xff0c;响应请求。 逻辑层&#xff1a;负责查询处理&#xff0c;事务管…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023