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发信人: williamlong(蓝色月光) 整理人: williamlong(2002-07-03 12:38:14), 站内信件 |
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DES算法实现过程分析 发布日期: 1999-12-23 内容: 1. 处理密钥: 1.1 从用户处获得64位密钥.(每第8位为校验位,为使密 钥有正确的奇偶校验,每个密钥要有奇数个”1”位.(本文如未特指，均指二进制位) 1.2 具体过程: 1.2.1 对密钥实施变换,使得变换以后的密钥的各个 位与原密钥位对应关系如下表所示: 表一为忽略校验位以后情况 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 57 49 41 33 25 17 9 1 58 50 42 34 26 18 10 2 59 51 43 35 27 19 11 3 60 52 44 36 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 63 55 47 39 31 23 15 7 62 54 46 38 30 22 14 6 61 53 45 37 29 21 13 5 28 20 12 4 1.2.2 把变换后的密钥等分成两部分,前28位记为C[0], 后28位记为D[0]. 1.2.3 计算子密钥(共16个)， 从i=1开始。 1.2.3.1 分别对C[i-1],D[i-1]作循环左移来生成 C[i],D[i].(共16次)。每次循环左移位数 如下表所示： 循环次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 左移位数 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1.2.3.2 串联C[i],D[i]，得到一个56位数，然后对此数 作如下变换以产生48位子密钥K[i]。 变换过程如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 14 17 11 24 1 5 3 28 15 6 21 10 23 19 12 4 26 8 16 7 27 20 13 2 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 41 52 31 37 47 55 30 40 51 45 33 48 44 49 39 56 34 53 46 42 50 36 29 32 1.2.3.3 按以上方法计算出16个子密钥。 2．对64位数据块的处理： 2．1 把数据分成64位的数据块，不够64位的以适当的方 式填补。 2．2对数据块作变换。 bit goes to bit bit goes to bit 58 1 57 33 50 2 49 34 42 3 41 35 34 4 33 36 26 5 25 37 18 6 17 38 10 7 9 39 2 8 1 40 60 9 59 41 52 10 51 42 44 11 43 43 36 12 35 44 28 13 27 45 20 14 19 46 12 15 11 47 4 16 3 48 62 17 61 49 54 18 53 50 46 19 45 51 38 20 37 52 30 21 29 53 22 22 21 54 14 23 13 55 6 24 5 56 64 25 63 57 56 26 55 58 48 27 47 59 40 28 39 60 32 29 31 61 24 30 23 62 16 31 15 63 8 32 7 64 2．3 将变换后的数据块等分成前后两部分，前32位记为 L[0],后32位记为R[0]。 2．4 用16个子密钥对数据加密。 2．4．1 根据下面的扩冲函数E，扩展32位的成48位 bit goes to bit bit goes to bit bit goes to bit bit goes to bit 32 1 8 13 16 25 24 37 1 2 9 14 17 26 25 38 2 3 10 15 18 27 26 39 3 4 11 16 19 28 27 40 4 5 12 17 20 29 28 41 5 6 13 18 21 30 29 42 4 7 12 19 20 31 28 43 5 8 13 20 21 32 29 44 6 9 14 21 22 33 30 45 7 10 15 22 23 34 31 46 8 11 16 23 24 35 32 47 9 12 17 24 25 36 1 48 2．4．2 用E{R[i-1]}与K[i]作异或运算。 2．4．3 把所得的48位数分成8个6位数。1-6位为B[1]， 7-12位为B[2],……43-48位为B[8]。 2．4．4 用S密箱里的值替换B[j]。从j=1开始。S密箱里 的值为4位数，共8个S密箱 2．4．4．1 取出B[j]的第1和第6位串联起来成一个2位 数，记为m.。m即是S密箱里用来替换 B[j]的数所在的列数。 2．4．4．2 取出B[j]的第2至第5位串联起来成一个4位 数，记为n。n即是S密箱里用来替换 B[j]的数所在的行数。 2．4．4．3 用S密箱里的值S[j][ m][ n]替换B[j]。8个 S密箱如下所示： -------- S-BOXES1 Binary d1d6 => 00 01 10 11 \/ d2..d5 \/ Dec 0 1 2 3 0000 0 14 0 4 15 0001 1 4 15 1 12 0010 2 13 7 14 8 0011 3 1 4 8 2 0100 4 2 14 13 4 0101 5 15 2 6 9 0110 6 11 13 2 1 0111 7 8 1 11 7 1000 8 3 10 15 5 1001 9 10 6 12 11 1010 10 6 12 9 3 1011 11 12 11 7 14 1100 12 5 9 3 10 1101 13 9 5 10 0 1110 14 0 3 5 6 1111 15 7 8 0 13 -------- S-BOXES2 binary d1d6 => 00 01 10 11 \/ d2..d5 \/ dec 0 1 2 3 0000 0 15 3 0 13 0001 1 1 13 14 8 0010 2 8 4 7 10 0011 3 14 7 11 1 0100 4 6 15 10 3 0101 5 11 2 4 15 0110 6 3 8 13 4 0111 7 4 14 1 2 1000 8 9 12 5 11 1001 9 7 0 8 6 1010 10 2 1 12 7 1011 11 13 10 6 12 1100 12 12 6 9 0 1101 13 0 9 3 5 1110 14 5 11 2 14 1111 15 10 5 15 9 -------- S-BOXES3 binary d1d6 => 00 01 10 11 \/ d2..d5 \/ dec 0 1 2 3 0000 0 10 13 13 1 0001 1 0 7 6 10 0010 2 9 0 4 13 0011 3 14 9 9 0 0100 4 6 3 8 6 0101 5 3 4 15 9 0110 6 15 6 3 8 0111 7 5 10 0 7 1000 8 1 2 11 4 1001 9 13 8 1 15 1010 10 12 5 2 14 1011 11 7 14 12 3 1100 12 11 12 5 11 1101 13 4 11 10 5 1110 14 2 15 14 2 1111 15 8 1 7 12 -------- S-BOXES4 binary d1d6 => 00 01 10 11 \/ d2..d5 \/ dec 0 1 2 3 0000 0 7 13 10 3 0001 1 13 8 6 15 0010 2 14 11 9 0 0011 3 3 5 0 6 0100 4 0 6 12 10 0101 5 6 15 11 1 0110 6 9 0 7 13 0111 7 10 3 13 8 1000 8 1 4 15 9 1001 9 2 7 1 4 1010 10 8 2 3 5 1011 11 5 12 14 11 1100 12 11 1 5 12 1101 13 12 10 2 7 1110 14 4 14 8 2 1111 15 15 9 4 14 -------- S-BOXES5 binary d1d6 => 00 01 10 11 \/ d2..d5 \/ dec 0 1 2 3 0000 0 2 14 4 11 0001 1 12 11 2 8 0010 2 4 2 1 12 0011 3 1 12 11 7 0100 4 7 4 10 1 0101 5 10 7 13 14 0110 6 11 13 7 2 0111 7 6 1 8 13 1000 8 8 5 15 6 1001 9 5 0 9 15 1010 10 3 15 12 0 1011 11 15 10 5 9 1100 12 13 3 6 10 1101 13 0 9 3 4 1110 14 14 8 0 5 1111 15 9 6 14 3 -------- S-BOXES6 binary d1d6 => 00 01 10 11 \/ d2..d5 \/ dec 0 1 2 3 0000 0 12 10 9 4 0001 1 1 15 14 3 0010 2 10 4 15 2 0011 3 15 2 5 12 0100 4 9 7 2 9 0101 5 2 12 8 5 0110 6 6 9 12 15 0111 7 8 5 3 10 1000 8 0 6 7 11 1001 9 13 1 0 14 1010 10 3 13 4 1 1011 11 4 14 10 7 1100 12 14 0 1 6 1101 13 7 11 13 0 1110 14 5 3 11 8 1111 15 11 8 6 13 -------- S-BOXES7 binary d1d6 => 00 01 10 11 \/ d2..d5 \/ dec 0 1 2 3 0000 0 4 13 1 6 0001 1 11 0 4 11 0010 2 2 11 11 13 0011 3 14 7 13 8 0100 4 15 4 12 1 0101 5 0 9 3 4 0110 6 8 1 7 10 0111 7 13 10 14 7 1000 8 3 14 10 9 1001 9 12 3 15 5 1010 10 9 5 6 0 1011 11 7 12 8 15 1100 12 5 2 0 14 1101 13 10 15 5 2 1110 14 6 8 9 3 1111 15 1 6 2 12 -------- S-BOXES8 binary d1d6 => 00 01 10 11 \/ d2..d5 \/ dec 0 1 2 3 0000 0 13 1 7 2 0001 1 2 15 11 1 0010 2 8 13 4 14 0011 3 4 8 1 7 0100 4 6 10 9 4 0101 5 15 3 12 10 0110 6 11 7 14 8 0111 7 1 4 2 13 1000 8 10 12 0 15 1001 9 9 5 6 12 1010 10 3 6 10 9 1011 11 14 11 13 0 1100 12 5 0 15 3 1101 13 0 14 3 5 1110 14 12 9 5 6 1111 15 7 2 8 11 2．4．4．4 返回2．4．4．1直至8个数据块都被替换。 2．4．5 把B[1]至B[8] 顺序串联起来得到一个32位数。 对这个数做如下变换： bit goes to bit bit goes to bit 16 1 2 17 7 2 8 18 20 3 24 19 21 4 14 20 29 5 32 21 12 6 27 22 28 7 3 23 17 8 9 24 1 9 19 25 15 10 13 26 23 11 30 27 26 12 6 28 5 13 22 29 18 14 11 30 31 15 4 31 10 16 25 32 2．4．6 把得到的结果与L[i-1]作异或运算。把计算结 果賦给R[i]。 2．4．7 把R[i-1]的值賦给L[i]。 2．4．8 从2．4．1循环执行，直到K[16]也被用到。 2．5 把R[16]和L[16] 顺序串联起来得到一个64位数。 对这个数实施2．2变换的逆变换。 以上就是DES算法如何加密一段64位数据块。解密时 用同样的过程，只需把16个子密钥的 顺续颠倒过来，应用的顺序为K[16]，K[15]， K[14]，。。。。K[1]。 ---- 
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