1、密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-101數據加密標準（DES)n數據加密標準（DES) 1971 IBM，由Horst Feistel 領導的密碼研究項目組研究出LUCIFER算法。并應用于商業領域。 1973美國標準局征求標準，IBM提交 在1977年，被選為數據加密標準。密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-102DES的描述n 利用利用56比特長度的密鑰比特長度的密鑰Kn 分組長度分組長度64比特，密文比特，密文64比特比特n 算法分三個階段實現：算法分三個階段實現：n1.對明文對明文X，通過一個固定的初

2、始置換，通過一個固定的初始置換IP得到得到X0。 X0=IP（X）=L0R0，分為左右兩部分分為左右兩部分n2.函數函數F的的16次迭代：次迭代：LiRi(1=i=16） Li=Ri-1, Ri=Li-1 F(Ri-1, Ki) 其中其中Ki是長為是長為48位的子密鑰。子密鑰位的子密鑰。子密鑰K1，K2，K16是作為密鑰是作為密鑰K（56位）的函數而計算出的。位）的函數而計算出的。n3.對比特串對比特串R16L16使用逆置換使用逆置換IP-1得到密文得到密文Y。 Y=IP-1（R16L16）密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-103DES的描述密碼編碼

3、學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-104DES的描述 密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-105初始置換(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,

4、 21, 13, 5, 63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-106初始置換的逆置換(IP-1)40 8 48 16 56 24 64 3239 7 47 15 55 23 63 3138 6 46 14 54 22 62 3037 5 45 13 53 21 61 2936 4 44 12 52 20 60 2835 3 43 11 51 19 59 2734 2 42 10 50 18 58 2633 1 41 9 49 17 57 25密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理

5、與實踐踐2022-4-107IP與IP1n兩個置換函數互為反向置換n設64bit輸入M，經初始置換后為 X=IP(M)n再取反向置換IP1 Y= IP-1(X)= IP-1(IP(M)=M密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-108擴展置換(E)32 1 2 3 4 5 4 5 6 7 8 9 8 9 10 11 12 1312 13 14 15 16 1716 17 18 19 20 2120 21 22 23 24 2524 25 26 27 28 2928 29 30 31 32 1密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2

6、022-4-109置換函數(P,32bit)16 7 20 21 29 12 28 17 1 15 23 26 5 18 31 10 2 8 24 14 32 27 3 919 13 30 6 22 11 4 25密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-1010S盒10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f14, 4, 13, 1, 2, 15, 11, 8, 3, 10, 6, 12, 5, 9, 0, 70, 15, 7, 4, 14, 2, 13, 1, 10, 6,

7、 12, 11, 9, 5, 3, 84, 1, 14, 8, 13, 6, 2, 11, 15, 12, 9, 7, 3, 10, 5, 015, 12, 8, 2, 4, 9, 1, 7, 5, 11, 3, 14, 10, 0, 6, 13密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-1011DES一輪加密的簡圖密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-1012DES中使用的特定函數n初始置換IP：對明文輸入進行次序的打亂。n逆置換IP-1：n擴展函數E；（32到48）n置換函數P。密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼

8、學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-1013DES加密的一個例子n取取16進制明文X：0123456789ABCDEF 密鑰K為：133457799BBCDFF1 去掉奇偶校驗位以二進制形式表示的密鑰是 00010010011010010101101111001001101101111011011111111000n應用IP，我們得到：L0=11001100000000001100110011111111L1=R0=11110000101010101111000010101010n然后進行16輪加密。n最后對L16, R16使用IP-1得到密文：n85E813540F0AB405密碼編碼學

9、與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-1014DES的爭論nDES的核心是S盒，除此之外的計算是屬線性的。S盒作為該密碼體制的非線性組件對安全性至關重要。nS盒的設計準則：nS盒不是它輸入變量的線性函數n改變S盒的一個輸入位至少要引起兩位的輸出改變n對任何一個S盒，如果固定一個輸入比特，其它輸入變化時，輸出數字中0和1的總數近于相等。n公眾仍然不知道S盒的構造中是否還使用了進一步的設計準則（有陷門？）。n 密鑰長度是否足夠？n 迭代的長度？（8、16、32？）密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與網絡安全：原理與實踐踐2022-4-1015三重DESn兩個密鑰的三重DES121PEDECKKK密碼編碼學與網絡安全：原理與實密碼編碼學與