第10講密碼學(xué)與信息加密(編輯修改稿)
2025-08-18 09:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1 13 5 63 55 47 39 31 23 15 7 28 將輸入 64位比特的第 58位換到第一位 ， 第 50位換到第二位 ， 依此類推 ， 最后一位是原來的第 7位 。 L0、R0則是換位輸出后的兩部分 ， L0是輸出的左 32位 ，R0 是右 32 位 。 比 如 ： 置 換 前 的 輸 入 值 為D1D2D3… D64， 則經(jīng)過初始置換后的結(jié)果為：L0=D58D50...D8， R0=D57D49...D7。 經(jīng)過 16次迭代運(yùn)算后 。 得到 L1 R16， 將此作為輸入 ， 進(jìn)行逆置換 ， 即得到密文輸出 。 逆置換正好是初始置的逆運(yùn)算 ， 例如 ， 第 1位經(jīng)過初始置換后 ， 處于第 40位 ， 而通過逆置換 IP1， 又將第 40位換回到第1位 ， 其逆置換 IP1規(guī)則表 82所示 。 29 逆置換表 IP1 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 30 （ 2）函數(shù) f 函數(shù) f有兩個(gè)輸入： 32位的 Ri1和 48位 Ki， f函數(shù)的處理流程如圖 85所示 。 31 E變換的算法是從 Ri1的 32位中選取某些位 ， 構(gòu)成 48位 。 即 E將 32比特?cái)U(kuò)展變換為 48位 ， 變換規(guī)則根據(jù) E位選擇表 ， 如表 83所示 。 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 32 Ki是由密鑰產(chǎn)生的 48位比特串 ， 具體的算法下面介紹 。 將 E的選位結(jié)果與 Ki作異或操作 ， 得到一個(gè) 48位輸出 。 分成 8組 ， 每組 6位 ， 作為 8個(gè) S盒的輸入 。 每個(gè) S盒輸出 4位 ， 共 32位 ， S盒的工作原理將在第第四步介紹 。 S盒的輸出作為 P變換的輸入 ， P的功能是對(duì)輸入進(jìn)行置換 ， P換位表如表 84所示 。 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 33 （ 3） 子密鑰 ki 假設(shè)密鑰為 K， 長(zhǎng)度為 64位 ， 但是其中第 1 23 4 64用作奇偶校驗(yàn)位 ， 實(shí)際上密鑰長(zhǎng)度為 56位 。 K的下標(biāo) i的取值范圍是 1到 16， 用 16輪來構(gòu)造 。 構(gòu)造過程如圖 86所示 。 34 首先 ， 對(duì)于給定的密鑰 K， 應(yīng)用 PC1變換進(jìn)行選位 ， 選定后的結(jié)果是 56位 ， 設(shè)其前 28位為C0， 后 28位為 D0。 PC1選位如表 85所示 。 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 35 第一輪：對(duì) C0作左移 LS1得到 C1， 對(duì) D0作左移 LS1得到 D1， 對(duì) C1D1應(yīng)用 PC2進(jìn)行選位 ， 得到 K1。 其中 LS1是左移的位數(shù) ， 如表86所示 。 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 36 表 86中的第一列是 LS1， 第二列是 LS2， 以此類推 。 左移的原理是所有二進(jìn)位向左移動(dòng) ， 原來最右邊的比特位移動(dòng)到最左邊 。 其中 PC2如表87所示 。 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 37 第二輪：對(duì) C1， D1作左移 LS2得到 C2和 D2， 進(jìn)一步對(duì) C2D2應(yīng)用 PC2進(jìn)行選位 ， 得到 K2。 如此繼續(xù) ，分別得到 K3， K4… K16。 38 （ 4） S盒的工作原理 S盒以 6位作為輸入 ， 而以 4位作為輸出 ， 現(xiàn)在以 S1為例說明其過程 。 假設(shè)輸入為 A=a1a2a3a4a5a6， 則a2a3a4a5所代表的數(shù)是 0到 15之間的一個(gè)數(shù) ， 記為：k=a2a3a4a5；由 a1a6所代表的數(shù)是 0到 3間的一個(gè)數(shù) ， 記為 h=a1a6。 在 S1的 h行 ， k列找到一個(gè)數(shù) B，B在 0到 15之間 ， 它可以用 4位二進(jìn)制表示 ， 為B=b1b2b3b4， 這就是 S1的輸出 。 DES算法的解密過程是一樣的 ， 區(qū)別僅僅在于第一次迭代時(shí)用子密鑰 K15， 第二次 K1 最后一次用 K0，算法本身并沒有任何變化 。 DES的算法是對(duì)稱的 ，既可用于加密又可用于解密 。 39 DES算法的應(yīng)用誤區(qū) DES算法具有比較高安全性 ， 到目前為止 ， 除了用窮舉搜索法對(duì) DES算法進(jìn)行攻擊外 ， 還沒有發(fā)現(xiàn)更有效的辦法 。 而 56位長(zhǎng)的密鑰的窮舉空間為 256， 這意味著如
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