【正文】 34 53 46 42 50 36 29 32 表 PC2變換表 ③ 乘積變換 ? 初始置換后的數(shù)據(jù)分為各 32位的兩部分，左部分為 L0，右部分為 R0，這樣， L0 = D58D50D12….D 8，R0 = D57D49D41…D 7。 PC2變換是將輸入的 56位數(shù)據(jù)變換為 48位輸出，該變換是一種壓縮變換。 C0和 D0左移 1位后得到 C1和 D1 ，再將 C1和 D1數(shù)據(jù)組合后 (56位 )按照PC2變換的要求變換得到 48位的子密鑰 K1，在進(jìn)行第 1輪迭代時(shí)使用 K1；同理，將 C1和 D1左移 1位得到 C2和 D2，再將 C2和 D2數(shù)據(jù)組合后按照 PC2變換的要求變換得到 48位的子密鑰 K2； …… ；依此類(lèi)推，就可以得到 K K4…..K 16。左移的規(guī)律是將 C0和 D0所有的位按表中規(guī)定的位數(shù)循環(huán)左移。將兩個(gè) 28位的 C0和 D0按表 規(guī)則進(jìn)行循環(huán)左移。將 56位密鑰按置換選擇 1（ PC1）的規(guī)律 (見(jiàn)表 )進(jìn)行置換，變換后分為左右兩路（ C0、 D0）各 28位 。子密鑰 Ki的生成流程如圖 所示 。其置換過(guò)程為：將輸入明文的第 58位置換到第 1位，第 50位置換到第 2位，第 12位置換到第 3位，依此類(lèi)推， …… ，最后第 7位置換到第 64位。 ? 逆初始置換（ IP1）與初始置換過(guò)程相同，只是置換矩陣 是初始置換的逆矩陣 。 ? 乘積變換過(guò)程非常復(fù)雜，是加密過(guò)程的關(guān)鍵。 輸入 64位明文 64位密鑰組 輸出 64位密文 圖 DES算法加密流程 初始置換 (IP) 逆初始置換 (IP1) 乘積變換 子密鑰生成 ? 初始置換（ Initial Permutation， IP）是對(duì)輸入的64位數(shù)據(jù)按照規(guī)定的矩陣改變數(shù)據(jù)位的排列順序的換位變換，此過(guò)程與密鑰無(wú)關(guān) 。 ? 在 DES算法中加密和解密的原理是一樣的，只是因?yàn)?Mode的狀態(tài)不同，適用密鑰的順序不同而已。 （ 1） DES算法原理 ? 在 DES算法中有 Data、 Key、 Mode三個(gè)參數(shù)。 ? 對(duì)稱(chēng)密鑰密碼體制 的 優(yōu)點(diǎn) ： ? 算法簡(jiǎn)單 ? 加密 /解密速度快 ? 便于用硬件實(shí)現(xiàn) ? 對(duì)稱(chēng)密鑰密碼體制 的缺 點(diǎn) ： ? 密鑰位數(shù)少 ? 保密強(qiáng)度不夠 ? 密鑰管理 (密鑰的生成、保存和分發(fā)等 )復(fù)雜 ? 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用的對(duì)稱(chēng)加密算法 ? DES ? TDEA ? IDEA ? AES ? 等 2． DES對(duì)稱(chēng)加密算法 ? DES（ Data Encryption Standard，數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)） 算法最初是由 IBM公司所研制，于 1977年由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局頒布作為非機(jī)密數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，并在 1981年由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)頒布。在該算法中，加密密鑰和解密密鑰相同或相近，由其中一個(gè)很容易得出另一個(gè)，加密密鑰和解密密鑰都是保密的。其使用方法類(lèi)似日歷的使用過(guò)程，每使用一個(gè)密碼加密一條信息后，就將該頁(yè)撕掉作廢，下次加密時(shí)再使用下一頁(yè)的密碼。 ? 移位密碼的特點(diǎn)是只對(duì)明文字母重新排序，改變字母的位置，而不隱藏它們，是一種打亂原文順序的替代法。 ? 根據(jù)密碼算法加密時(shí)使用替換表多少的不同，替代密碼又可分為單表替代密碼和多表替代密碼。文字由字母表中的字母組成，在表中字母是按順序排列的，可賦予它們相應(yīng)的數(shù)字標(biāo)號(hào)，可用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行變換。不同的密碼算法主要是由字符之間互相代換或互相之間換位所形成的算法。 3．密碼的分類(lèi) （ 1） 按密碼的歷史發(fā)展階段和應(yīng)用技術(shù)分類(lèi) 手工密碼、機(jī)械密碼、電子機(jī)內(nèi)亂密碼和計(jì)算機(jī)密碼 （ 2） 按密碼轉(zhuǎn)換的操作類(lèi)型區(qū)分 分類(lèi) 替代密碼和移位密碼 （ 3） 按明文加密時(shí)的處理方法分類(lèi) 分組密碼和序列密碼 （ 4） 按密鑰的類(lèi)型分類(lèi) 對(duì)稱(chēng)密鑰密碼和非對(duì)稱(chēng)密鑰密碼 4．典型密碼介紹 （ 1） 摩爾斯電碼 （ 2） 四方密碼 （ 3） 希爾密碼 （ 4） 波雷費(fèi)密碼 （ 5） 仿射密碼 傳統(tǒng)密碼技術(shù) ? 傳統(tǒng)密碼技術(shù)一般是指在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之前所采用的密碼技術(shù)，主要由文字信息構(gòu)成。通常情況下，密碼算法包括加密算法 (加密時(shí)使用的算法 )和解密算法 (解密時(shí)使用的算法 ) （ 6） 密鑰 (Key)： ? 密鑰是進(jìn)行加密或解密時(shí)包含在算法中的參數(shù)。 （ 4） 解密 (Decryption)： 將 密文轉(zhuǎn)換為明文的過(guò)程 。 （ 2） 密文 C(CipherText)：加密后的信息。第 六 章 數(shù)據(jù)加密與認(rèn)證技術(shù) 本章有五小節(jié)： 密碼學(xué)基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)加密體制 數(shù)字簽名與認(rèn)證 網(wǎng)絡(luò)通信加密 數(shù)據(jù)加密技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 6． 1 密碼學(xué)基礎(chǔ) 密碼學(xué)的基本概念 ? 密碼學(xué) (Cryptography)就是研究密碼的科學(xué)，具體包括加密和解密變換。 1．密碼學(xué)的發(fā)展 （ 1） 傳統(tǒng)密碼學(xué)階段 （ 2） 計(jì)算機(jī)密碼學(xué)階段 （ 3） 現(xiàn)代密碼學(xué)階段 2．密碼學(xué)的相關(guān)概念 （ 1） 明文 P(PlainText)：信息的原文。 （ 3） 加密 (Encryption)： 將 明文轉(zhuǎn)變?yōu)槊芪牡倪^(guò)程 。 （ 5） 密碼算法： ? 用于加密和解密的變換規(guī)則，多為數(shù)學(xué)函數(shù)。同樣，密鑰也分為加密密鑰和解密密鑰。在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)前，密碼學(xué)是由基于字符的密碼算法所構(gòu)成的。 ? 傳統(tǒng)加密方法加密的對(duì)象是文字信息。 1．替代密碼 ? 替代變換要先建立一個(gè)替換表，加密時(shí)將需要加密的明文依次通過(guò)查表，替換為相應(yīng)的字符，明文字符被逐個(gè)替換后，生成無(wú)任何意義的字符串 (密文 )，替代密碼的密鑰就是替換表。 2．移位密碼 ? 移位密碼是指將明文的字母保持不變，但字母順序被打亂后形成的密碼。 3．一次一密鑰密碼 ? 一次一密鑰密碼是指一個(gè)包括多個(gè)隨機(jī)密碼的密碼字母集，這些密碼就好像一個(gè)記事本，其中每頁(yè)上記錄一條密碼。因此，一次一密鑰密碼是一種理想的加密方案 ? 6． 2 數(shù)據(jù)加密體制 對(duì)稱(chēng)密鑰密碼體制及算法 1．對(duì)稱(chēng)密鑰密碼算法 ? 對(duì)稱(chēng)密鑰密碼算法也叫做傳統(tǒng)密鑰密碼算法。 ? 在大多數(shù)對(duì)稱(chēng)密鑰密碼算法中，加密密鑰和解密密鑰是相同的，對(duì)稱(chēng)密鑰密碼的算法是公開(kāi)的，其安全性完全依賴(lài)于密鑰的安全。 ? DES算法采用的是以 56位密鑰對(duì) 64位數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的算法 。其中 Data代表需要加密或解密的數(shù)據(jù)，由 8字節(jié) 64位組成； Key代表加密或解密的密鑰，也由 8字節(jié) 64位組成； Mode代表加密或解密的狀態(tài)。 （ 2） DES算法的加密過(guò)程 DES算法的加密過(guò)程如圖 。 ? 子密鑰生成是由 64位外部輸入密鑰通過(guò)置換和移位操作生成加密和解密所需的 16組（每組 56位）子密鑰的過(guò)程 。該過(guò)程通過(guò) 16輪重復(fù)的替代、移位、異或和置換操作打亂原輸入數(shù)據(jù) 。 ① 初始置換 (IP) ? 將 64位明文按照初始置換表 (如表 )的規(guī)則進(jìn)行置換。 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 表 (IP)表 ② 子密鑰生成 ? 輸入的密鑰 K是 64位數(shù)據(jù)，但其中第 1 23 4 5 64位用于奇偶校驗(yàn)，實(shí)際使用的密鑰位只有 56位。 圖 子密鑰 Ki的產(chǎn)生 ? 第 1步： PC1變換。 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 表 PC1變換表 ? 第 2步：數(shù)據(jù)左移。表 1行表示迭代輪次，第 2行表示左移的位數(shù)。 輪 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 位數(shù) 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 表 循環(huán)移位表 ? 第 3步： PC2變換和子密鑰生成。 PC2變換如表 所示。 ? 根據(jù)不同輪數(shù)分別進(jìn)行左移和壓縮變換，分別得到 16個(gè) 48位的子密鑰 K1, K2,…, K 16。乘積變換過(guò)程就是將 L0和 R0按照乘積變換運(yùn)算公式進(jìn)行迭代運(yùn)算，最后得出L16和 R16。 Ki Li1 ? Ri1 Ri P變換 Li E變換 S盒變換 ? 圖 乘積變換