【正文】 始密鑰成了弱密鑰 ， 初始密鑰分成兩部分每部分各自獨(dú)立的移動如果每一部分的所有位都是 0 或 1， 那么算法的任意一個(gè)周期的 子 密鑰都是相同的 ， 當(dāng)密鑰是全0 全 1 或者一半全 0 一半全 1 時(shí)會發(fā)生這種情況 ， 下面以十六進(jìn)制編碼的方式給出了四種弱密鑰 弱密鑰值 實(shí)際密鑰 0101 0101 0101 0101 0000000 0000000 1F1F 1F1F 1F1F 1F1F 0000000 FFFFFFF E0E0 E0E0 E0E0 E0E0 FFFFFFF 0000000 FEFE FEFE FEFE FEFE FFFFFFF FFFFFFF 表 弱密鑰 其他還存在一些只能產(chǎn)生 2 個(gè)子密鑰的密鑰，被稱為半弱密鑰 01FE 01FE 01FE 01FE FE01 FE01 FE01 FE01 1FE0 1FE0 0EF1 0EF1 E01F E01F F10E F10E 01E0 01E0 01F1 01F1 E001 E001 F101 F101 延邊大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 1FFE 1FFE 0EFE 0EFE FE1F FE1F FE0E FE0E 011F 011F 010E 010E 1F01 1F01 0E01 0E01 E0FE E0FE F1FE F1FE FEE0 FEE0 FEF1 FEF1 表 半弱密鑰 還有一些密鑰 只能產(chǎn)生 4 個(gè)子密鑰的密鑰 。 簡單 關(guān)系可以 用以下關(guān)系式表示： 如果 則有 而 DES 中存在下面的關(guān)系： 所以 , Pi、 Ci、Ki 是 P、 C、 K 的逐位取補(bǔ)，這表明在 DES 中令 K、 P、 C 的逐位取補(bǔ)等于 f、 g、h 就滿足了簡單關(guān)系，這個(gè)關(guān)系可以是 DES 的 窮舉 破 解的復(fù)雜性降低 2 個(gè)因子。 延邊大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 2020 年德國的魯爾大學(xué)與基爾大學(xué)的工作組建造了 COPACOBANA，這個(gè)破 解器成本比 EFF 的破解器低了有 25 倍左右，同時(shí)這臺機(jī)器還可以通過 重配置，來用于別的密碼的破解， 2020 年， COPACOBANA 的改進(jìn)版出現(xiàn)，破解的時(shí)間被縮小到了 1 天以內(nèi)。 1998 年，電子前哨基金會（ EFF，一個(gè)信息人權(quán)組織）制造了一臺 DES 破解器，造價(jià)約 250,000 美元 。維納設(shè)計(jì)了一部造價(jià)約 1 百萬美元的破解器，大約可以在 7 小時(shí)內(nèi)找到一個(gè)密鑰。在 1977 年 DES 剛被認(rèn)定為標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，但是如果想在是 10 小 時(shí)左右破譯出密文的話，大約需要花費(fèi) 2020 萬美元，很顯然這是得不償失的，而隨著計(jì)算機(jī)硬件能力的提升，破解的成本在逐年降低 。 DES 算法的密鑰 密鑰的長度 DES 算法的密鑰長度為 56 位，也就是說密鑰存在 2 的 56 次方種可能，為72057594037927936 個(gè)密鑰。 同時(shí)在多人通信的過程中，密鑰的 分配和 管理也是一個(gè)很大的問題。 對稱的分組密碼算法最主要的問題是 ： 由于加解密雙方都要使用相同的密鑰 ， 因此在發(fā)送 、 接收數(shù)據(jù)之前必須完成密鑰的分發(fā) ， 因而密鑰的分發(fā)便成了該加密體系中的最薄弱風(fēng)險(xiǎn)最大的環(huán)節(jié) ， 各種基本的手段均很難保障安全地完成此項(xiàng)工作 。 同時(shí)對它們使用置換選擇 2(表 )，得到本輪的一個(gè)子密鑰。 8 個(gè) S 盒的 32 位輸出經(jīng)過置換，使得每個(gè) S 盒的輸出在下一 輪中盡可能的影響更多的其他數(shù)據(jù)位 S1 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 S2 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 S3 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 S4 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 S5 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 S6 延邊大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 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 S7 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 S8 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 表 （ s 盒） 密鑰的產(chǎn)生 下圖 中指出的子密鑰的產(chǎn)生過程，可以看出：輸入的初始密鑰為 64位的，但是 其實(shí)真正使用的只有其中的 56 位被使用了，將 64 位劃分成一個(gè) 8X8矩 陣，每行的第八位都是被舍去的，第 8 位是校驗(yàn)位。 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 表 （ E 擴(kuò)展置換 ） 16 7 20 21 9 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 表 （ P置換函數(shù) ） 延邊大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 如果仔細(xì)觀察一下擴(kuò)展置換矩陣 E（表 ）就會發(fā)現(xiàn)，他的作用其實(shí)是將 32 位數(shù)據(jù)塊分成 4 位 4 位的 8 份，然后每組與前后兩組的末尾和開頭組成 6位，形成新的一行。 64 位的明文被分成了左右兩個(gè) 32 位的明文塊 L 和 R。每個(gè)表中共有 64個(gè)位子，對應(yīng)了 64 位的數(shù)據(jù)，表中定義的是 每一位的數(shù)據(jù)具體被哪一位的數(shù)據(jù)所置換。 延邊大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 L 0 ( 3 2 b i t ) R 0 ( 3 2 b i t )PF 函 數(shù)X O RL 1 ( 3 2 b i t ) R 1 ( 3 2 b i t )F 函 數(shù)L 2 ( 3 2 b i t ) R 2 ( 3 2 b i t )X O R???L 1 6 ( 3 2 b i t ) R 1 6 ( 3 2 b i t )E1 6輪加密X O R擴(kuò) 展 / 置 換/ 4 8 b i t代 替 / 選 擇 （ S盒 ）/ 4 8 b i tK i/ 4 8 b i t/ 3 2 b i t/ 3 2 b i t產(chǎn) 生 子 密 鑰K i 1產(chǎn) 生 子 密 鑰K i 2C i （ 2 8 b i t ） D i （ 2 8 b i t ）左 移 （ S ） 左 移 （ S ）置 換 / 壓 縮C i + 1 D i + 1K （ 5 6 b i t ）/ 4 8 b i t產(chǎn) 生 子 密 鑰K i n 圖 DES 詳細(xì)算 法示意圖 上圖 ，更加詳盡的 給出了 DES 算法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，下面來對 DES 算法分步來進(jìn)行 分析 。最后對預(yù)輸出的結(jié)果進(jìn)行初始逆置換 （ IP1）產(chǎn)生 64 位密文。 圖中可以看出， DES算法的明文處理共分了 3 個(gè)部 分：首先， 64 位明文經(jīng)過初始值換（ IP）矩陣改變排列順序，然后與右邊產(chǎn)生的子密鑰進(jìn)行 16 輪 迭代 運(yùn)算，對明文進(jìn)行了置換和替代。明文的長度為 64 位，密鑰的長度為 64 位 （ 64 密鑰中只有 56 位是有效的，其他為校驗(yàn)位） 。 第 4 次延期時(shí)被要求 優(yōu)先 使用 DES 的改進(jìn)算法3DES 來減少 DES 算法安全性缺失所帶來的的不良效果， 同時(shí) DES 的替代算法也在緊鑼密鼓的籌劃中，第 4 次延期期間 AES 算法被提出，自此 DES 退出來了歷史舞臺。 1993 12月 30日 DES作為 FIPS 462第三次延長標(biāo)準(zhǔn)期限 1994 試驗(yàn)了第一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的 DES密碼分析，線性密碼分析 1997 6月 DESCHAL計(jì)劃第一次公開破解了 DES加密的信息 1998 7月 EFF的 DES破解器 (Deep Crack)在 56小時(shí)內(nèi)破解了 DES密鑰 1999 1月 Deep Crack和 22小 時(shí) 15分鐘內(nèi)破解了一個(gè) DES密鑰 1999 10月 25日 DES作為 FIPS463第四次延長標(biāo)準(zhǔn)期限，其中規(guī)定優(yōu)先使用3DES，而普通 DES只允許在遺留的系統(tǒng)中應(yīng)用 2020 11月 26日 AES作為 FIPS 197發(fā)布 2020 5月 26日 AES標(biāo)準(zhǔn)開始生效 2020 7月 26日 “聯(lián)邦公報(bào) ” 發(fā)布了 FIPS 463以及一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)被駁回的信息 2020 5月 19日 NIS