[PP]一、DES算法
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% Z+ M( e: F* E. @. ]7 O. P Z
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征求加密算法的公告。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： [COLOR=#000000][/COLOR][TABLE][TR][TD] [/TD][TD][COLOR=#000000][/COLOR]☆提供高质量的数据保护，防止数据未经授权的泄露和未被察觉的修改； [COLOR=#000000][/COLOR]
: [7 R6 e; N2 ]2 b/ q! N
, C/ Q" [. W$ k4 | O* w[/TD][/TR][TR][TD][COLOR=#000000][/COLOR][/TD][TD][COLOR=#000000][/COLOR]☆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； [COLOR=#000000][/COLOR]
' L9 @! l3 y' f/ B4 \, Q0 E" y
' M: Y$ L+ ]( x8 z1 i[/TD][/TR][TR][TD][COLOR=#000000][/COLOR][/TD][TD][COLOR=#000000][/COLOR]☆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； [COLOR=#000000][/COLOR]
9 l7 e- D( p6 B+ }! e/ c7 F% R$ ^
2 _$ w- y- S$ [8 t% |[/TD][/TR][TR][TD][COLOR=#000000][/COLOR][/TD][TD][COLOR=#000000][/COLOR]☆实现经济，运行有效，并且适用于多种完全不同的应用。 [COLOR=#000000][/COLOR]
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) e+ o; A4 {1 j& r
[/TD][/TR][/TABLE][COLOR=#000000][/COLOR] 1977年1月，美国政府颁布：采纳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棗Data Encryption Standard）。 目前在国内，随着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。
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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。
) U! }) r7 L: ^4 u! d8 \ 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。
# Z% X X4 Q: c/ w$ O* \2 R8 U( S 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。
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DES算法详述
( ]& X3 i! b2 T- G3 a4 L 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，整个算法的主流程图如下：
; m, Z. x, I! I# {8 a- r' {1 ]
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：
& M, x0 C- i* ]! z. v, ~- O& b58,50,12,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,
" M, M- {* W. `+ d$ Z
62,54,46,38,30,22,14,6,64,56,48,40,32,24,16,8,
! r" [. u0 [ y: X: A) r" v
57,49,41,33,25,17, 9,1,59,51,43,35,27,19,11,3,
" \8 U% J3 S# G- S+ O+ T: M 61,53,45,37,29,21,13,5,63,55,47,39,31,23,15,7,
) S4 I, C3 }) V 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=D58D50...D8；R0=D57D49...D7。
# _6 x" f3 b9 d8 { 经过16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：
; [: a* h% m# D7 @7 n V" Q) _3 C) N
40,8,48,16,56,24,64,32,39,7,47,15,55,23,63,31,
/ ^! s, C/ o9 {4 K4 T6 s 38,6,46,14,54,22,62,30,37,5,45,13,53,21,61,29,
8 A9 r; A6 G1 h3 N: n# G
36,4,44,12,52,20,60,28,35,3,43,11,51,19,59,27,
% g4 }1 g+ X4 P d3 G0 z% @+ O; C
34,2,42,10,50,18,58 26,33,1,41, 9,49,17,57,25,
r, W/ a. @- ^9 d% |+ y3 h
放大换位表
. B7 Q4 G' u5 [5 Y5 U W
32, 1, 2, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 8, 9, 10,11,
" e' v; @, R! t7 s% {' {
12,13,12,13,14,15,16,17,16,17,18,19,20,21,20,21,
( @8 D& h, v4 t. Q, r9 ^
22,23,24,25,24,25,26,27,28,29,28,29,30,31,32, 1,
$ ` Y' c; l" z& X4 S+ V4 E
单纯换位表
2 X4 R3 z/ e+ ^ m2 U# t
16,7,20,21,29,12,28,17, 1,15,23,26, 5,18,31,10,
( e* v1 _5 M& a( Q/ J 2,8,24,14,32,27, 3, 9,19,13,30, 6,22,11, 4,25,
+ D5 D, P. Q" S
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：
# h2 `; I1 n! y" Z) R* M! N选择函数Si
' ~$ b: X+ c9 N) v/ K9 Y
S1:
! v- L H6 T. g7 N5 X2 J
14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
) D8 {* O5 l. I% ~% _9 @5 K% e& Z 0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8, |
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狗仔卡
发表于 2004-11-26 20:02:58
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