如何实现DES算法
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des( data encryption standard) 算法,于 1977 年得到美国政府的正式许可,是一种用 56 位密钥来加密 64 位数据的方法。 des 算法以被应用于许多需要安全加密的场合。(如: unix 的密码算法就是以 des 算法为基础的)。下面是关于如何实现 des 算法的语言性描述,如果您要其源代码,可以到 http//assassin.yeah.net 下载,后者您有任何问题也可以写信给我( [email]assassin@ynmail.com[/email] )。
1-1 、变换密钥
取得64 位的密钥,每个第 8 位作为奇偶校验位。
1-2 、变换密钥。
1-2-1 、舍弃64 位密钥中的奇偶校验位,根据下表(pc-1 )进行密钥变换得到56 位的密钥,在变换中,奇偶校验位以被舍弃。
permuted choice 1 (pc-1)
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
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 、将变换后的密钥分为两个部分,开始的 28 位称为 c[0] ,最后的 28 位称为 d[0] 。
1-2-3 、生成 16 个子密钥,初始 i=1 。
1-2-3-1 、同时将 c[i] 、 d[i] 左移 1 位或 2 位,根据 i 值决定左移的位数。见下表
i : 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 、将 c[i]d[i] 作为一个整体按下表( pc-2 )变换,得到 48 位的 k[i]
permuted choice 2 (pc-2)
14 17 11 24 1 5
3 28 15 6 21 10
23 19 12 4 26 8
16 7 27 20 13 2
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 、从 1-2-3-1 处循环执行,直到 k[16] 被计算完成。
2 、处理 64 位的数据
2-1 、取得 64 位的数据,如果数据长度不足 64 位,应该将其扩展为 64 位(例如补零)
2-2 、将 64 位数据按下表变换( ip )
initial permutation (ip)
58 50 42 34 26 18 10 2
60 52 44 36 28 20 12 4
62 54 46 38 30 22 14 6
64 56 48 40 32 24 16 8
57 49 41 33 25 17 9 1
59 51 43 35 27 19 11 3
61 53 45 37 29 21 13 5
63 55 47 39 31 23 15 7
2-3 、将变换后的数据分为两部分,开始的 32 位称为 l[0] ,最后的 32 位称为 r[0] 。
2-4 、用 16 个子密钥加密数据,初始 i=1 。
2-4-1 、将 32 位的 r[i-1] 按下表( e )扩展为 48 位的 e[i-1]
expansion (e)
32 1 2 3 4 5
4 5 6 7 8 9
8 9 10 11 12 13
12 13 14 15 16 17
16 17 18 19 20 21
20 21 22 23 24 25
24 25 26 27 28 29
28 29 30 31 32 1
2-4-2 、异或 e[i-1] 和 k[i] ,即 e[i-1] xor k[i]
2-4-3 、将异或后的结果分为 8 个 6 位长的部分,第 1 位到第 6 位称为 b[1] ,第 7 位到第 12 位称为 b[2] ,依此类推,第 43 位到第 48 位称为 b[8] 。
2-4-4 、按 s 表变换所有的 b[j] ,初始 j=1 。所有在 s 表的值都被当作 4 位长度处理。
2-4-4-1 、将 b[j] 的第 1 位和第 6 位组合为一个 2 位长度的变量 m , m 作为在 s[j] 中的行号。
2-4-4-2 、将 b[j] 的第 2 位到第 5 位组合,作为一个 4 位长度的变量 n , n 作为在 s[j] 中的列号。
2-4-4-3 、用 s[j][m][n] 来取代 b[j] 。
substitution box 1 (s[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[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[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[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[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[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[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[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
2-4-4-4 、从 2-4-4-1 处循环执行,直到 b[8] 被替代完成。
2-4-4-5 、将 b[1] 到 b[8] 组合,按下表( p )变换,得到 p 。
permutation p
16 7 20 21
29 12 28 17
1 15 23 26
5 18 31 10
2 8 24 14
32 27 3 9
19 13 30 6
22 11 4 25
2-4-6 、异或 p 和 l[i-1] 结果放在 r[i] ,即 r[i]=p xor l[i-1] 。
2-4-7 、 l[i]=r[i-1]
2-4-8 、从 2-4-1 处开始循环执行,直到 k[16] 被变换完成。
2-4-5 、组合变换后的 r[16]l[16] (注意: r 作为开始的 32 位),按下表( ip-1 )变换得到最后的结果。
final permutation (ip**-1)
40 8 48 16 56 24 64 32
39 7 47 15 55 23 63 31
38 6 46 14 54 22 62 30
37 5 45 13 53 21 61 29
36 4 44 12 52 20 60 28
35 3 43 11 51 19 59 27
34 2 42 10 50 18 58 26
33 1 41 9 49 17 57 25
以上就是des 算法的描述。
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