[PP]一、DES算法
( }6 Y6 Z% w/ g
( R2 n% d" u3 W4 r8 v! P, F4 J
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]
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8 ^; p L$ J) p0 @) i$ g[/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]
: V2 l' P8 a6 C4 ?" s
4 C8 B/ Q' \+ @! l[/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]
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[/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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$ u) J9 A( P7 i8 o/ p+ Z[/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。
7 Q. y% }4 |7 g 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。
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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。
/ E" D3 {1 H. N: m+ o* K& ?5 N, x 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
' e/ c% o& x2 M- 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：
- E2 N# P( X8 W. x2 X$ X; t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：
0 X$ o8 A% J2 D) ^2 g: R58,50,12,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,
6 T/ W- D1 i0 ^& } 62,54,46,38,30,22,14,6,64,56,48,40,32,24,16,8,
( I5 o P& V9 k5 Q3 k L+ x
57,49,41,33,25,17, 9,1,59,51,43,35,27,19,11,3,
+ C/ v# o( F8 D' S* |1 r! p. V 61,53,45,37,29,21,13,5,63,55,47,39,31,23,15,7,
- b! `3 ~; X8 h# S 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。
8 L+ M2 D0 p. |2 j- ^ H$ \
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：
+ w( m& T# L* v! l5 R' i 40,8,48,16,56,24,64,32,39,7,47,15,55,23,63,31,
3 d1 r1 k* D! v( E6 H 38,6,46,14,54,22,62,30,37,5,45,13,53,21,61,29,
( m$ U7 M2 z/ [! _+ x! B
36,4,44,12,52,20,60,28,35,3,43,11,51,19,59,27,
+ ~: ?/ c% j6 a, Q; s5 X$ {. B
34,2,42,10,50,18,58 26,33,1,41, 9,49,17,57,25,
) J: _% U1 `9 y+ G B放大换位表
0 E! L% L. D+ G
32, 1, 2, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 8, 9, 10,11,
5 I6 j# e8 X+ E' r( ]/ J 12,13,12,13,14,15,16,17,16,17,18,19,20,21,20,21,
: @- K! o7 U" g! L+ ?0 A 22,23,24,25,24,25,26,27,28,29,28,29,30,31,32, 1,
; L4 }* w2 |" @% G9 O7 t单纯换位表
5 a) R* q$ }# y1 a6 G 16,7,20,21,29,12,28,17, 1,15,23,26, 5,18,31,10,
; I0 c# V0 j4 {# }7 O
2,8,24,14,32,27, 3, 9,19,13,30, 6,22,11, 4,25,
* f+ a: \ I/ u7 } o3 [ 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：
. U( i4 \" h1 }" t4 s1 H. M j选择函数Si
z* V) J& P {: m6 i5 ?; r
S1:
W' t, \( ?! c; B6 h, H
14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
K+ o) F2 o8 Y7 F( d; e7 J+ _
0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8, |
IP卡
狗仔卡
发表于 2004-11-26 20:02:58
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