DES加密解密
DES(Data Encryption Standard)是一种对称加密算法,由IBM研发并于1977年作为美国联邦标准发布。DES使用相同的密钥来进行加密和解密,密钥长度为56位(其中每个字节的最低有效位用作奇偶校验)。
DES加密过程如下:
密钥生成阶段:
使用一个56位的密钥,并经过一系列置换和混淆操作,生成16个子密钥(每个子密钥48位),用于后续的轮函数。
加密阶段:
1.将明文数据按64位分组。
2.对每个数据分组进行初始置换(IP)。
3.将初始置换结果分为左右两部分L0和R0(每部分32位)。
4.根据DES的标准结构,共进行16轮加密操作:
在每一轮中,右半部分R与当前轮的子密钥进行扩展置换(E-box)。
将扩展结果与子密钥进行按位异或运算。
异或结果通过S盒替代(Substitution)操作,将48位压缩为32位。
经过P盒置换后,得到R轮的结果。
计算下一轮的R和L,即Rn = Ln-1 ⊕ Rn-1,Ln = Rn-1。
5.经过所有轮的加密操作后,得到最终的R16和L16结果。
6.将L16和R16交换位置,得到最终的加密结果。
7.对最终结果进行逆初始置换(IP-1),得到最终的密文数据。
解密过程与加密过程相反,使用相同的密钥和算法进行操作。解密过程中,子密钥的应用顺序是相反的,即使用K16,K15,...,K1。
DES算法的安全性在现代密码学中已经不足以满足高强度加密需求,因为DES密钥长度较短,存在密钥空间被穷举暴力破解的风险。因此,已经提出了更安全的替代算法,如AES(Advanced Encryption Standard)来取代DES。