【正文】 。 ＝ D E S （M 39。（3）、存在互補(bǔ)對(duì)稱性。由它們所產(chǎn)生的16 個(gè)子密鑰是有相重的。因此,有人認(rèn)為:在現(xiàn)有的技術(shù)條件下用窮舉搜索法來(lái)尋找正確密鑰已趨于可行,因此,若要安全保護(hù)10 年以上的數(shù)據(jù)最好不用DES 算法。密鑰僅有56 位二進(jìn)制未免太短,各次迭代中使用的密鑰K(i) 是遞推產(chǎn)生的,這種相關(guān)性必然降低了密碼體制的安全性。再者，許多現(xiàn)有的DES軟硬件產(chǎn)品都能方便的實(shí)現(xiàn)三重DES，因此使用方便。DES k2 –1DES k11yx雙重DES解密過(guò)程DES k1DES k2xy雙重DES加密過(guò)程設(shè)k1 和k2 是兩個(gè)長(zhǎng)度為56的密鑰，給定的明文為x,則密文y為：y=DES k2 (DES k1 (x)) .給定的密文y,則明文x為:x=DES k11 (DES k2 –1 (y)) .三重DES三重DES有三個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：首先，三重DES可以采用三個(gè)密鑰或者兩個(gè)密鑰，完全能夠抵御窮舉攻擊。沒(méi)有任何實(shí)際的價(jià)值，不但沒(méi)有提高安全性能，反而增加了計(jì)算量。雙重DES雙重DES的密鑰長(zhǎng)度為56*2=112。這意味著CBC模式和CFB模式適用于鑒別的目的。所以O(shè)FB模塊通常用來(lái)加密衛(wèi)星傳輸。以上四種模式各有不同不足。如果選擇J=1，則是逐比特對(duì)明文進(jìn)行加密。如果選擇J =8，則是按字節(jié)對(duì)明文進(jìn)行加密；。（3）這種工作方式一般沒(méi)有自同步功能，一旦收發(fā)雙方失步，必須重新同步后才能恢復(fù)正確解密。nCFB加密輸入分組（64J）┊J比特DES加密輸出分組選取J┊舍去 （64J）比特明文(J比特)密文(J比特)初始化向量VI密鑰K反饋 J比特左移J位密文反饋方式的特點(diǎn)：明文(J比特)CFB解密輸入分組（64J）┊J比特DES加密輸出分組選取J┊舍去 （64J）比特密文(J比特)初始化向量VI密鑰K反饋 J比特左移J位DES k21 （1）在密文反饋方式中，由于反饋序列取自輸出密文序列它不僅與密鑰K和初始化向量有關(guān)，還和明文分組有關(guān)。 1163。nyi= xi 197。 1163。所以在某種I和K的使用期限內(nèi)，每次加密所用的隨機(jī)比特序列都相同，這是他的弱點(diǎn)。只有當(dāng)重新初始化后，才能建立同步，恢復(fù)正常工作。（3）如果DES的輸出發(fā)生錯(cuò)誤。n輸出反饋方式的特點(diǎn)：輸入分組（64J）┊J比特DES加密輸出分組選取J┊舍去 （64J）比特明文(J比特)密文(J比特)初始化向量VI反饋 J比特OFB解密C密鑰K（1）DES只是用來(lái)產(chǎn)生密鑰分組序列，不論在加密端還是解密端，DES所處的工作狀態(tài)都相同，所以加密和解密所用的子密鑰的順序應(yīng)該相同，而不是相反。 1163。n輸入分組（64J）┊J比特DES加密輸出分組選取J┊舍去 （64J）比特明文x(J比特)密文y(J比特)初始化向量VI密鑰K反饋 J比特左移J位OFB加密Cyi= xi 197。 1163。OFB模式zi= DESk (xi 197。（4）如果密文分組的邊界發(fā)生失步，則其后的解密將是不正確的。（3）具有有限的錯(cuò)誤擴(kuò)散性。IV=y0CBC加密CBC解密密文分組鏈接方式的特點(diǎn)；（1）第一個(gè)密文分組C1 不但是密鑰K和明文P1的函數(shù)，而且還是初始化向量VI的函數(shù)；其它密文分組Ci (I=1,2,3,┅,n)不但是密鑰K和明文Pi的函數(shù)，而且還是密文分組Ci1的函數(shù),而密文分組Ci1 又是K，Pi1和Ci1函數(shù)，類推可知，任何一個(gè)密文Ci都是P1， P2， P3，┅，Pi的函數(shù)。DESkyn1Xn1DESky2X2DESkDESk1Xnyn1DESk1Xiy2DESk1nX1 1163。CBC模式y(tǒng)i=DESk(xi 197。明文x輸入分組DES加密輸出分組密鑰K密文yECB解密（2）一個(gè)密文分組只與相應(yīng)的明文分組和密鑰K有關(guān)而與同一文本中的其它分組無(wú)關(guān)。i163。DES解密流程圖四、DES 加密算法的討論（一）、DES的工作模式：DES的工作模式有四種，即：電子密碼本模式（electronic codebook mode簡(jiǎn)稱ECB）,密碼分組鏈接模式（cipher block chaining mode簡(jiǎn)稱CBC）,密碼反饋模式（cipher feedback mode簡(jiǎn)稱CFB）以及輸出反饋模式（output feedback mode簡(jiǎn)稱OFB）.ECB模式y(tǒng)i=DESk(xi)。L0 R0 K1 ff (L1 ,K1) Li = Ri+1 197。Ri = Li+1K15 ff (L16 ,K16) L14 = R15 197。R14 = L15K16 DES加密算法的解密思路解密運(yùn)算與加密運(yùn)算一樣，只是所取子密鑰的順序不同. 加密時(shí)候的順序是K1 →K2 →Ki→K16，解密時(shí)的順序則為K16 →K15 →Ki→ K1.f如果三個(gè) 56 位的子元素都相同，則三重 DES 向后兼容 DES。不過(guò) ，DES 現(xiàn)在僅用于舊系統(tǒng)的鑒定，而更多地選擇新的加密標(biāo)準(zhǔn) — 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（Advanced Encryption Standard，AES）。如果 DES 使用 56 位的密鑰，則可能的密鑰數(shù)量是 2 的 56 次方個(gè)。DES 使用 16 個(gè)循環(huán)。這是一個(gè)迭代的分組密碼，使用稱為 Feistel 的技術(shù)，其中將加密的文本塊分成兩半。通常，自動(dòng)取款機(jī)（Automated Teller Machine，ATM）都使用 DES。（二）、DES解密過(guò)程數(shù)據(jù)加密算法（Data Encryption Algorithm，DEA）的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（Data Encryption Standard，DES）是規(guī)范的描述，它出自 IBM 的研究工作，并在 1997 年被美國(guó)政府正式采納。密文y=y1 y2… yi… y63 y64末置換IP—1K16 ff (R15 ,K16) Ri = Li1 197。Li = Ri1K2 ff (R1 ,K2) R1 = L0 197。DES加密流程圖L1 = R0其子程序限于篇幅，本文不再提供。迭代順序123456789101112131516 左移位數(shù)112222221222221 經(jīng)過(guò)LSi (循環(huán)左移)得到C0 C1 C2 …C16 D0 D1 D2…D16 。 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 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 PC1 PC2 置換 置換 密匙k是64位比特，經(jīng)過(guò)PC1置換，其中C0 放在20H23H單元，D0放在24H27H單元 20H27Hd單元只有d7d1位有效，注意在以下LSi (循環(huán)左移)中，丟棄20H27Hd單元d0位。子密匙的生成流程圖如下： PC1置換 PC2置換程序可以參照IP置換、IP1置換 。（6）進(jìn)行下一步迭代。即得到f(Ri1,ki) (5)將所得f(Ri1,ki)和30H33H單元(L0)異或，將所得放入20H23H單元(R1)。（5） P置換 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 查表獲得S盒的輸出。（4） 使用一個(gè)子程序調(diào)整28H2FH單元8個(gè)位的排列順序如下： b1 b6 0 0 b2 b3 b4 b5 前2位是S盒行b1b6，后4位是S盒列b2b3b4b5。（3） 將E置換所得結(jié)果和k1異或。將結(jié)果存放在28H2FH單元8個(gè)字節(jié)中，每個(gè)字節(jié)僅有6位有效。置矩陣位信息 IPLOOP5: RRC 38H ；右旋目的矩陣 RRC 39H RRC 3AH RRC 3BH RRC 3CH RRC 3DH RRC 3EH RRC 3FH DJNZ R5,IPLOOP5 INC R7 CJNE R7,64,IPLOOP1 RET TABLEIP: DB 58,50,42,34,26,18,10,2 DB 56, 52,44,36,28,20,12,4 DB 62,54,46,38,30,22,14,6 DB 64,56,48,40,32,24,16,8 DB 57,49,41,33,25,17,9,1 DB 59,51,43,35,27,19,11,3 DB 61,53,45,37,29,21,13,5 DB 63,55,47,39,31,23,15,7 二、DES的迭代過(guò)程 DES 的迭代過(guò)程如圖所示： 迭代過(guò)程分以下幾個(gè)步驟：（1） E置換 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 矩陣T經(jīng)過(guò)IP置換后，將左4個(gè)字節(jié)放在30H33H單元(L0)，右4個(gè)字節(jié)放在20H23H單元(R0)。左旋目的矩陣（R7）次 RLC 3EH RLC 3DH RLC 3CH RLC 3BH RLC 3AH RLC 39H RLC 38H DJNZ R6,IPLOOP2 ；第（R7）位信息 MOV DPTR,TABLEIP MOV A,R7 MOVC A,DPTR+A MOV R6,A MOV R5,A IPLOOP3: RLC 37H ；左旋源矩陣 RLC 36H RLC 35H RLC 34H RLC 33H RLC 32H RLC 31H RLC 30H MOV 00H,C ；保存位信息到20H中的第0位 DJNZ R6,IPLOOP3 MOV C,00H IPLOOP4: RRC 30H 。 MOV R7,1 。 2）第二種方法是使用查表的方法； 程序?qū)⒃淳仃嚪旁?0H37H，、IP1置換的位序號(hào)n，帶進(jìn)位標(biāo)志C的右移30H37H單元n次，將位信息考入目的矩陣。將源矩陣考入20H27H(位地址空間 00H3FH) , 使用MOV C,bit MOV bit,C指令把位信息考到目的矩陣28H2FH(位地址空間 40H7FH)即可 IP 置換 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 例如：第一個(gè)置換 MOV C,39H MOV 40H,C 注意：位地址空間使用03FH 從0 開(kāi)始，故將39H十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)為57 IP1置換 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 同理；實(shí)現(xiàn)IP1置換。IP 程序主要完成(1)IP置換 和 IP的逆置換 IP1 （2）DES的迭代過(guò)程（3）子密匙的生成。T2T14T16因此，在傳輸過(guò)程中密碼含數(shù)據(jù)采用DES加密算法，工業(yè)控制機(jī)采用DOS環(huán)境下C語(yǔ)言的編程，其程序可以在網(wǎng)上找到，控制器MCS51單片機(jī)的DES加密算法編程。控制器的中央處理器采用MCS89C51。乘積變換函數(shù)f示意圖：DES加密算法在門(mén)禁系統(tǒng)中應(yīng)用.門(mén)禁系統(tǒng)是設(shè)在一幢大樓內(nèi)，由在計(jì)算中心服務(wù)器、在每層的工業(yè)控制機(jī)、每層若干個(gè)控制器（含鍵盤(pán)、讀卡器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)）構(gòu)成，服務(wù)器和每層的工業(yè)控制機(jī)采用20mA電流環(huán)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。S8S3S4S4S6S7S2S1f(Ri1, Ki)Ki(48比特)每一個(gè)6比特的分組由一個(gè)S盒進(jìn)行以下操作：若輸入的6