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今天要說點和你的隱私有關的事情,在這個資訊化的時代,是不是真的有人一手握著你的資訊,一手數著鈔票呢?答案一定是當然。
說到網路安全,我就不得不提乙個東西——密碼學(是不是聽起來頭皮發麻心跳加速),穩住穩住,老司機上線帶你學。今天給大家say&see什麼是密碼學中的des。
簡介des:****
1、引數介紹:
2、工作流程:
[外鏈轉存失敗,源站可能有防盜煉機制,建議將儲存下來直接上傳(img-quuajnas-1583030975767)(c:\users\asus\desktop\des\feistel結構.png)]
3、初始ip置換:
des演算法使用64位的金鑰key將64位的明文輸入塊變為64位的密文輸出塊,並把輸出塊分為l0、r0兩部分,每部分均為32位。左部分li=ri-1,右部分ri=li-1⊕f(ri-1,ki)(注:這裡的⊕指二元域上的加法,即異或),初始置換規則如下:
1 58,50,42,34,26,18,10,02,
2 60,52,44,36,28,20,12,04,
3 62,54,46,38,30,22,14,06,
4 64,56,48,40,32,24,16,08,
5 57,49,41,33,25,17,09,01,
6 59,51,43,35,27,19,11,03,
7 61,53,45,37,29,21,13,05,
8 63,55,47,39,31,23,15,07,
即將輸入的64位明文的第1位置換到第40位,第2位置換到第8位,第3位置換到第48位。以此類推,最後一位是原來的第7位。置換規則是規定的。l0是置換後的資料的前32位(d1-d32),r0是置換後的資料的後32位(d33-d64)。
4、輪結構:
f函式是des的加密核心,作用也是非常大的,而feistel結構決定了其加密解密流程是相同的,無論是硬體實現還是軟體實現都只需要一種結構,不需要分別實現。
函式f由四步運算構成:秘鑰置換;擴充套件e變換;s-盒代替;p-盒置換。
(1)、秘鑰置換------子金鑰生成
des演算法由64位金鑰產生16輪的48位子金鑰。在每一輪的迭代過程中,使用不同的子金鑰。
(2)、擴充套件e變換
擴充套件e變換是將資料的右半部分ri從32位擴充套件到48位。
擴充套件置換的目的:
擴充套件置換e規則如下:
1 32,01,02,03,04,05,
2 04,05,06,07,08,09,
3 08,09,10,11,12,13,
4 12,13,14,15,16,17,
5 16,17,18,19,20,21,
6 20,21,22,23,24,25,
7 24,25,26,27,28,29,
8 28,29,30,31,32,31,
也就是說,表中的第i個資料j表示輸出的第i位為輸入的第j位。例如;輸出的第1位是輸入的第32位,輸出的第7位為輸入的第4位。
(3)、s-盒
s-盒作為feistel結構的核心,起著至關重要的作用。輸入的32bit資料經擴充套件置換之後與48bit子金鑰kn異或,生成的結果作為輸入,傳入s盒中進行代替運算。s-盒功能是把48位資料變為32位資料,feistel結構中是由8個不同的s盒共同協作完成。其中,每個s-盒有6位輸入,4位輸出。所以48位的輸入塊被分成8個6位的分組,每乙個分組對應乙個s-盒代替操作。經過s-盒代替,形成8個4位分組結果。
注:每乙個s-盒的輸入資料是6位,輸出資料是4位,但是每個s-盒自身是64位!!
s-盒1:
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,
s-盒2:
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,
s-盒3:
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,
s-盒4:
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,
s-盒5:
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,
s-盒6:
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,
s-盒7:
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,
s-盒8:
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,
s盒的計算:第一位和第六位確定行數,第
二、三、四行確定列數,在表中找出對應的資料,將其表示為二進位制資料。
(4)、p-盒
在s-盒代替運算中,每乙個s-盒得到4位,8盒共得到32bit輸出資料。這32位輸出作為p盒置換的輸入塊,最終輸出為32bit的輸出資料。p盒置換將每一位輸入位對映到輸出位。任何一位都不能被對映兩次,也不能被略去。
5、逆置換:
將初始置換進行16次的迭代,即進行16層的加密變換,這個運算過程我們暫時稱為函式f。得到l16和r16,將此作為輸入塊,進行逆置換得到最終的密文輸出塊。逆置換是初始置換的逆運算。從初始置換規則中可以看到,原始資料的第1位置換到了第40位,第2位置換到了第8位。則逆置換就是將第40位置換到第1位,第8位置換到第2位。以此類推,逆置換規則如下:
1 40,08,48,16,56,24,64,32,39,07,47,15,55,23,63,31,
2 38,06,46,14,54,22,62,30,37,05,45,13,53,21,61,29,
3 36,04,44,12,52,20,60,28,35,03,43,11,51,19,59,27,
4 34,02,42,10,50,18,58 26,33,01,41,09,49,17,57,25,
注:des演算法的加密金鑰是根據使用者輸入的秘鑰生成的,該演算法把64位密碼中的第8位、第16位、第24位、第32位、第40位、第48位、第56位、第64位作為奇偶校驗位,在計算金鑰時要忽略這8位.所以實際中使用的秘鑰有效位是56位。
秘鑰共64位,每次置換都不考慮每位元組的第8個位元位,這一位是在金鑰產生過程中生成的奇偶校驗位,所以64位秘鑰的第8、16、24、32、40、48、56、64位在計算秘鑰時均忽略。
6、解密過程:
des的解密過程和des的加密過程基本類似,唯一的不同是將16輪的子金鑰序列的順序反過來,即在加密過程中所用的加密金鑰k1,…,k16在解密過程中需要轉換成k16,…,k1。
7、des演算法整理:
《密碼學系列》 分組密碼
繼上一期的流密碼之後,我們就趁熱打鐵趕緊來看看分組密碼是怎麼一回事呢?在常用的一些密碼系統中,分組密碼在維護系統安全中仍然扮演著乙個重要角色,同流密碼一樣,分組密碼的使用也有許許多多需要我們注意的問題。分組密碼是什麼呢?分組分組顧名思義就是將明文訊息分成組來進行加密,也就是說,加密器每次只能處理特定...
密碼學 密碼學基礎
密碼學是研究編制密碼和破譯密碼的技術科學。密碼學的安全目標至少包含三個方面 保密性 完整性 可用性。完整性 資源只有授權方以授權的方式進行修改,所有資源沒有授權則不能修改。可用性 資源只有在適當的時候被授權方訪問,並按需求使用。密碼系統由5部分組成 1 明文空間m 全體明文的集合 2 密文空間c 全...
密碼學 DES密碼的C 實現
1 des密碼2 理解演算法最重要,最好自己動手實現試試看,可以使用mfc寫乙個簡單的互動介面 3 4 include5 include6 include 78 define bit bool 910 using namespace std 1112 bit k 16 48 1314 int15 初...