DES原理学习以及C语言实现（一）

DES算法是一种最通用的对称**算法，属于分组密码算法。主要用于民用敏感信息加密，该算法是IBM公司在1975年发布。在1977年7月15日得到美国国家标准局认可。

一、DES算法简单描述。

DES的输入是8个字节64位明文和64位**，输出是64位密文。明文和**都是用户输入。

64位明文
           ======>   64位密文
64位**

其加密有四个步骤完成。

1. 初始置换函数IP
2. 子**Ki及获取
3. 密码函数F末
4. 置换函数IP^-1

DES将用户需要加密的数据分组，每组8个字节，64位。不足8位的进行补位。

置换函数IP是将用户的输入的二进制形式在一个8*8的矩阵中进行置换。

经过初始置换后，进行16轮完全相同的运算，在运算过程中数据与秘钥结合。

16个子**是通过用户第一次输入的**得到。

函数F的输出经过一个异或运算，和左半部分结合形成新的右半部分，原来的右半部分成为新的左半部分。每轮迭代的过程可以表示如下：

Li = R(i - 1)；

Ri = L(i - 1)⊕f(Ri-1,Ki-1)

将最终的左右不分合在一起，在进行置换IP^-1，也就是第一步的逆置换。

1)、输入64位明文数据，并进行初始置换IP；

2)、在初始置换IP后，明文数据再被分为左右两部分，每部分32位，以L0，R0表示；

3)、在秘钥的控制下，经过16轮运算(f)；

4)、16轮后，左、右两部分交换，并连接再一起，再进行逆置换；

5)、输出64位密文。

DES算法特点

1. 分组加密算法：以64位为分组。64位明文输入，64位密文输出。
2. 对称算法：加密和解密使用同一秘钥
3. 有效秘钥长度为56位秘钥通常表示为64位数，但每个第8位用作奇偶校验，可以忽略。
4. 代替和置换DES算法是两种加密技术的组合：混乱和扩散。先替代后置换。
5. 易于实现DES算法只是使用了标准的算术和逻辑运算，其作用的数最多也只有64 位，因此用70年代末期的硬件技术很容易实现

秘钥算法的特点

优点：

1. 效率高，算法简单，系统开销小
2. 适合加密大量数据
3. 明文长度和密文长度相等

缺点：

1. 需要以安全方式进行秘钥交换
2. 秘钥管理复杂