【正文】 61,53,45,37,29,21,13,5, 63,55,47,39,31,23,15,7, 15 56,48,40,32,24,16,8,0, 58,50,42,34,26,18,10,2, 60,52,44,36,28,20,12,4, 62,54,46,38,30,22,14,6}。許多密碼學(xué)家懷疑 NSA 設(shè)計(jì) S盒時(shí)隱藏了“陷門”使得只有他們在可以破譯算法，但沒有證據(jù)能證明這點(diǎn)。 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 14 （ 3）密文與明文、密文與密鑰的相關(guān)性 一些文獻(xiàn)詳細(xì)研究了 DES 的輸入明文與密文以及密鑰與密文之間的相關(guān)性。半弱密鑰的特點(diǎn)是成對(duì)地出現(xiàn)。 若存在一個(gè)不同的密鑰 k＇使 DESk＇（ DES 至少有 4 個(gè)弱密鑰，因?yàn)樵诋a(chǎn)生密鑰時(shí)，初始密鑰被分成了兩半，每半各自獨(dú) 立的移位，如果每一半的所有位都是 0 或 1，那么密鑰方案中的所有密鑰都是相同的，即k1=k2=...=k16，這樣 DESk（ （ 2）弱密鑰和半弱密鑰 大多數(shù)密碼都有明顯的“壞”密鑰， DES 也不例外。 （ 1）互補(bǔ)性 DES 具有性質(zhì)：若明文組 x 逐位取補(bǔ)得 x— 密鑰 k 逐位取補(bǔ)得 k— ，且 y=DESk(x),則 y—=DESk(x— )，其中 y— 是 y 的逐位取補(bǔ)。 最后， P 盒置換的結(jié)果與左半部分進(jìn)行異或運(yùn)算，然后將 左右兩半部分交換。這是該算法的關(guān)鍵步驟，所有其他的運(yùn)算都是線性的，易于分析，而 S 盒是非線性的，它比 DES 其他任何一步提供了更好的安全性。擴(kuò)展置換的 48 位輸出按順序分成 8 組，每組 6 位，分別輸入 8 個(gè) S 子盒，每個(gè)子盒輸出 4 位，共 32 位。 子 密鑰的產(chǎn)生流圖： 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 迭代順序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 左移位數(shù) 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 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 10 （ 3) DES的迭代過程 DES 算法有 16 次迭代，迭代如圖所示。由表 4 可知，在壓縮置換過程中，原來的 7行 8 列 共 58 位數(shù)據(jù)被壓縮成 8 行 6 列的 48 位數(shù)據(jù)。剩余的 56位按表 2所示排放：第 57位放在第 1 位，第 49 位放在 第2位，依次 類推。但用戶輸入的密鑰是 64 位的，按 8 行 8 列 從左到右從上到下地排列，其中，每行的第 8 位用于奇偶校 驗(yàn)。明文分組中的 64 位按照表中的規(guī)定重新進(jìn) 行排序，其排列順序?yàn)閺淖蟮接遥瑥纳系较?。即解密過 程是初始置換函 數(shù) IP 接受長度為 64 比特的密文輸入，將 16 個(gè)子密鑰按照 K16 到 K1 的順序應(yīng)用與函數(shù) F 的 16 輪迭代運(yùn)算中，然后將 迭代的結(jié)果經(jīng)由末置換函數(shù) IP． 1 得到 64 位的明文輸出。 DES 算法剖析 DES 算法的加密由四部分完成，分別為：初始置換函數(shù) IP、子密鑰的生成 、密碼函數(shù) F、末置換函數(shù)。其中極少量的數(shù)被認(rèn)為是弱密鑰，但能容易地避開它們，所有的保密性依賴于密鑰。它的核心技術(shù)是：在相信復(fù)雜函數(shù)可以通過簡單函數(shù)迭代若干圈得到的原則下，利用 F 函數(shù)及對(duì)合等運(yùn)算，充分利用非線性運(yùn)算。當(dāng)時(shí)估計(jì)一天可以搜索到一個(gè)密鑰。進(jìn)入 20 世紀(jì)九十年代后以色列的密碼學(xué)家 Shamir 等人提出了一種“差分分析法”，以后日本人又提出類似的方法，這才正式有一種稱得上對(duì)它的攻擊的方法。經(jīng)過一段時(shí)間的試用與征求意見，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局于 1977 年公布了由 IBM 公司研制的一種加密算法，批準(zhǔn)把它作為非機(jī)要部門使用的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，簡稱 DES， DES 是 Data Encryption Standard的縮寫。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合 國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4單面打印，論文 50頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 指導(dǎo)教師評(píng)閱書 指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)： 一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué) 生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì) ）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)閱書 評(píng)閱教師評(píng)價(jià)： 一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 6 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見 教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文 （設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評(píng)定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 7 引言 如果一個(gè)密碼體制的加密密鑰等于脫密密鑰，或者其中一個(gè)很容易推出另一個(gè)，則稱此密碼體制為單密鑰密碼體制，也稱為對(duì)稱密碼體制或傳統(tǒng)密碼體制。自從公布以來，它一直超越國界成為國際上商用保密通信和計(jì)算機(jī)通信的最常用的加密算法。嚴(yán)格地說， Shamir 的“差分分析法”也只有理論上的價(jià)值，至少目前為止是這樣的。技術(shù)的進(jìn)步使得搜索的時(shí)間進(jìn)一步縮短，使DES 受到了威脅，但 DES 畢竟輝煌過。 DES 以 64 位為分組對(duì)數(shù)據(jù)加密。 DES算法的基本思想 DES 對(duì) 64 位的明文分組進(jìn)行操作。 初始置換函數(shù) IP接受 長度為 64 位的明文輸入，末置換函數(shù) IP 一 1 輸出 64 位的密文。 DES 算法運(yùn)算過程 DES 主要采用置換和移位運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)加解密，接下來深 入剖析 DES 每個(gè)部分運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)過程。按表 I 所示， 明文中的第 58 位被放置在 xO的第 1 位，第 50 位防止在第 2 位，依次類推 。在 DES 加密算法中，子密鑰獲取過程中， DES 經(jīng)過一系 列的置換和移位運(yùn)算，得到 Kl 到 K16 共 16 個(gè)子密鑰，每個(gè)子