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des主要的應用范圍有計算機網路通信

發布時間: 2022-10-04 21:22:01

『壹』 DES加密演算法原理

網路安全通信中要用到兩類密碼演算法,一類是對稱密碼演算法,另一類是非對稱密碼演算法。對稱密碼演算法有時又叫傳統密碼演算法、秘密密鑰演算法或單密鑰演算法,非對稱密碼演算法也叫公開密鑰密碼演算法或雙密鑰演算法。對稱密碼演算法的加密密鑰能夠從解密密鑰中推算出來,反過來也成立。在大多數對稱演算法中,加密解密密鑰是相同的。它要求發送者和接收者在安全通信之前,商定一個密鑰。對稱演算法的安全性依賴於密鑰,泄漏密鑰就意味著任何人都能對消息進行加密解密。只要通信需要保密,密鑰就必須保密。

對稱演算法又可分為兩類。一次只對明文中的單個位(有時對位元組)運算的演算法稱為序列演算法或序列密碼。另一類演算法是對明文的一組位進行運算,這些位組稱為分組,相應的演算法稱為分組演算法或分組密碼。現代計算機密碼演算法的典型分組長度為64位――這個長度既考慮到分析破譯密碼的難度,又考慮到使用的方便性。後來,隨著破譯能力的發展,分組長度又提高到128位或更長。
常用的採用對稱密碼術的加密方案有5個組成部分(如圖所示)

1)明文:原始信息。
2)加密演算法:以密鑰為參數,對明文進行多種置換和轉換的規則和步驟,變換結果為密文。
3)密鑰:加密與解密演算法的參數,直接影響對明文進行變換的結果。
4)密文:對明文進行變換的結果。
5)解密演算法:加密演算法的逆變換,以密文為輸入、密鑰為參數,變換結果為明文。

對稱密碼當中有幾種常用到的數學運算。這些運算的共同目的就是把被加密的明文數碼盡可能深地打亂,從而加大破譯的難度。

◆移位和循環移位
移位就是將一段數碼按照規定的位數整體性地左移或右移。循環右移就是當右移時,把數碼的最後的位移到數碼的最前頭,循環左移正相反。例如,對十進制數碼12345678循環右移1位(十進制位)的結果為81234567,而循環左移1位的結果則為23456781。
◆置換
就是將數碼中的某一位的值根據置換表的規定,用另一位代替。它不像移位操作那樣整齊有序,看上去雜亂無章。這正是加密所需,被經常應用。
◆擴展
就是將一段數碼擴展成比原來位數更長的數碼。擴展方法有多種,例如,可以用置換的方法,以擴展置換表來規定擴展後的數碼每一位的替代值。
◆壓縮
就是將一段數碼壓縮成比原來位數更短的數碼。壓縮方法有多種,例如,也可以用置換的方法,以表來規定壓縮後的數碼每一位的替代值。
◆異或
這是一種二進制布爾代數運算。異或的數學符號為⊕ ,它的運演算法則如下:
1⊕1 = 0
0⊕0 = 0
1⊕0 = 1
0⊕1 = 1
也可以簡單地理解為,參與異或運算的兩數位如相等,則結果為0,不等則為1。
◆迭代
迭代就是多次重復相同的運算,這在密碼演算法中經常使用,以使得形成的密文更加難以破解。

下面我們將介紹一種流行的對稱密碼演算法DES。

DES是Data Encryption Standard(數據加密標准)的縮寫。它是由IBM公司研製的一種對稱密碼演算法,美國國家標准局於1977年公布把它作為非機要部門使用的數據加密標准,三十年來,它一直活躍在國際保密通信的舞台上,扮演了十分重要的角色。

DES是一個分組加密演算法,典型的DES以64位為分組對數據加密,加密和解密用的是同一個演算法。它的密鑰長度是56位(因為每個第8 位都用作奇偶校驗),密鑰可以是任意的56位的數,而且可以任意時候改變。其中有極少數被認為是易破解的弱密鑰,但是很容易避開它們不用。所以保密性依賴於密鑰。

DES加密的演算法框架如下:
首先要生成一套加密密鑰,從用戶處取得一個64位長的密碼口令,然後通過等分、移位、選取和迭代形成一套16個加密密鑰,分別供每一輪運算中使用。

DES對64位(bit)的明文分組M進行操作,M經過一個初始置換IP,置換成m0。將m0明文分成左半部分和右半部分m0 = (L0,R0),各32位長。然後進行16輪完全相同的運算(迭代),這些運算被稱為函數f,在每一輪運算過程中數據與相應的密鑰結合。

在每一輪中,密鑰位移位,然後再從密鑰的56位中選出48位。通過一個擴展置換將數據的右半部分擴展成48位,並通過一個異或操作替代成新的48位數據,再將其壓縮置換成32位。這四步運算構成了函數f。然後,通過另一個異或運算,函數f的輸出與左半部分結合,其結果成為新的右半部分,原來的右半部分成為新的左半部分。將該操作重復16次。

經過16輪迭代後,左,右半部分合在一起經過一個末置換(數據整理),這樣就完成了加密過程。
加密流程如圖所示。

DES解密過程:
在了解了加密過程中所有的代替、置換、異或和循環迭代之後,讀者也許會認為,解密演算法應該是加密的逆運算,與加密演算法完全不同。恰恰相反,經過密碼學家精心設計選擇的各種操作,DES獲得了一個非常有用的性質:加密和解密使用相同的演算法!

DES加密和解密唯一的不同是密鑰的次序相反。如果各輪加密密鑰分別是K1,K2,K3…K16,那麼解密密鑰就是K16,K15,K14…K1。這也就是DES被稱為對稱演算法的理由吧。

至於對稱密碼為什麼能對稱? DES具體是如何操作的?本文附錄中將做進一步介紹,有興趣的讀者不妨去讀一讀探個究竟

4.DES演算法的安全性和發展
DES的安全性首先取決於密鑰的長度。密鑰越長,破譯者利用窮舉法搜索密鑰的難度就越大。目前,根據當今計算機的處理速度和能力,56位長度的密鑰已經能夠被破解,而128位的密鑰則被認為是安全的,但隨著時間的推移,這個數字也遲早會被突破。

另外,對DES演算法進行某種變型和改進也是提高DES演算法安全性的途徑。

例如後來演變出的3-DES演算法使用了3個獨立密鑰進行三重DES加密,這就比DES大大提高了安全性。如果56位DES用窮舉搜索來破譯需要2∧56次運算,而3-DES 則需要2∧112次。

又如,獨立子密鑰DES由於每輪都使用不同的子密鑰,這意味著其密鑰長度在56位的基礎上擴大到768位。DES還有DESX、CRYPT、GDES、RDES等變型。這些變型和改進的目的都是為了加大破譯難度以及提高密碼運算的效率

『貳』 數據加密標准DES主要應用范圍有哪些存在哪些缺陷

數據加密標准(des)由美國國家標准局提出,是目前廣泛採用的對稱加密方式之一,主要應用於銀行業中的電子資金轉帳(eft)領域。des的密鑰長度為56位。三重des是des的一種變形,這種方法使用兩個獨立的56位密鑰對交換的信息(如edi數據)進行3次加密,從而使其有效密鑰長度達到112位。rc2和rc4方法是rsa數據安全公司的對稱加密專利演算法。rc2和rc4不同於des它們採用可變密鑰長度的演算法。通過規定不同的密鑰長度rc2和rc4能夠提高或降低安全的程度。一些電子郵件產品(如lotusnotes和apple的opncollaborationenvironment)已採用了這些演算法。

『叄』 「DES」是什麼意思

DES全稱為Data Encryption Standard,即數據加密標准,是一種使用密鑰加密的塊演算法。

DES加密演算法中,明文和密文為64位分組。密鑰的長度為64位,但是密鑰的每個第八位設置為奇偶校驗位,因此密鑰的實際長度為56位。

經過16次迭代運算後,得到L16、R16,將此作為輸入,進行逆置換,逆置換正好是初始置換的逆運算,由此即得到密文輸出。此演算法是對稱加密演算法體系中的代表,在計算機網路系統中廣泛使用。

(3)des主要的應用范圍有計算機網路通信擴展閱讀

密鑰K=需經過PC-1表置換,即執行置換選擇1過程。

PC-1表為:

57,49,41,33,25,17,0901,58,50,42,34,26,1810,02,59,51,43,35,2719,11,03,60,52,44,3663,55,47,39,31,23,1507,62,54,46,38,30,2214,06,61,53,45,37,2921,13,05,28,20,12,04

PC-1表為8行7列的表,密鑰K經PC-1後變為56位數據K'。

K'(56位)=

『肆』 網路中的DES是什麼

關於DES演算法,請看這個地址:http://www.vchome.net/tech/datastruct/datasf25.htm
DES( Data Encryption Standard)演算法,於1977年得到美國政府的正式許可,是一種用56位密鑰來加密64位數據的方法。DES演算法以被應用於許多需要安全加密的場合。(如:UNIX的密碼演算法就是以DES演算法為基礎的)。

所謂雙質數加密法,大概是指RSA吧
RSA以發明者Ron Rivest,Adi Shamir,Leonard Adleman的名字命名,密碼分析者既不能證明RSA的安全性,同時也不能否定它。

這個演算法一開始選擇了兩個大質數p,q,估計是雙質數的來源,具體請參見:http://www.xfocus.net/articles/200503/778.html

『伍』 台鈴DES是什麼意思啊

台鈴是品牌名。DES是城市冷熱電三聯功能技術的英文縮寫簡稱。
台鈴成立於2004年,致力於為消費者提供跑得更遠的新能源交通工具,經過多年的穩健發展,現已成為集電動自行車、電動摩托車與電動輕便摩托車研發、生產、銷售與服務為一體的集團化品牌。
DES全稱為Data Encryption Standard,即數據加密標准,是一種使用密鑰加密的塊演算法。DES加密演算法中,明文和密文為64位分組。密鑰的長度為64位,但是密鑰的每個第八位設置為奇偶校驗位,因此密鑰的實際長度為56位。經過16次迭代運算後,得到L16、R16,將此作為輸入,進行逆置換,逆置換正好是初始置換的逆運算,由此即得到密文輸出。此演算法是對稱加密演算法體系中的代表,在計算機網路系統中廣泛使用。

『陸』 DES 加密演算法是怎樣的一種演算法要通俗解釋..

1977年1月,美國政府頒布:採納IBM公司設計的方案作為非機密數據的正式數據加密標准(DES棗Data Encryption Standard)。

目前在國內,隨著三金工程尤其是金卡工程的啟動,DES演算法在POS、ATM、磁卡及智能卡(IC卡)、加油站、高速公路收費站等領域被廣泛應用,以此來實現關鍵數據的保密,如信用卡持卡人的PIN的加密傳輸,IC卡與POS間的雙向認證、金融交易數據包的MAC校驗等,均用到DES演算法。
DES演算法的入口參數有三個:Key、Data、Mode。其中Key為8個位元組共64位,是DES演算法的工作密鑰;Data也為8個位元組64位,是要被加密或被解密的數據;Mode為DES的工作方式,有兩種:加密或解密。
DES演算法是這樣工作的:如Mode為加密,則用Key 去把數據Data進行加密, 生成Data的密碼形式(64位)作為DES的輸出結果;如Mode為解密,則用Key去把密碼形式的數據Data解密,還原為Data的明碼形式(64位)作為DES的輸出結果。在通信網路的兩端,雙方約定一致的Key,在通信的源點用Key對核心數據進行DES加密,然後以密碼形式在公共通信網(如電話網)中傳輸到通信網路的終點,數據到達目的地後,用同樣的Key對密碼數據進行解密,便再現了明碼形式的核心數據。這樣,便保證了核心數據(如PIN、MAC等)在公共通信網中傳輸的安全性和可靠性。
通過定期在通信網路的源端和目的端同時改用新的Key,便能更進一步提高數據的保密性,這正是現在金融交易網路的流行做法。

DES演算法詳述
DES演算法把64位的明文輸入塊變為64位的密文輸出塊,它所使用的密鑰也是64位,整個演算法的主流程圖如下:

其功能是把輸入的64位數據塊按位重新組合,並把輸出分為L0、R0兩部分,每部分各長32位,其置換規則見下表:
58,50,12,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,
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,
即將輸入的第58位換到第一位,第50位換到第2位,...,依此類推,最後一位是原來的第7位。L0、R0則是換位輸出後的兩部分,L0是輸出的左32位,R0 是右32位,例:設置換前的輸入值為D1D2D3......D64,則經過初始置換後的結果為:L0=D58D50...D8;R0=D57D49...D7。
經過16次迭代運算後。得到L16、R16,將此作為輸入,進行逆置換,即得到密文輸出。逆置換正好是初始置的逆運算,例如,第1位經過初始置換後,處於第40位,而通過逆置換,又將第40位換回到第1位,其逆置換規則如下表所示:
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,
放大換位表
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,
單純換位表
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,
在f(Ri,Ki)演算法描述圖中,S1,S2...S8為選擇函數,其功能是把6bit數據變為4bit數據。下面給出選擇函數Si(i=1,2......8)的功能表:
選擇函數Si
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:
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,
在此以S1為例說明其功能,我們可以看到:在S1中,共有4行數據,命名為0,1、2、3行;每行有16列,命名為0、1、2、3,......,14、15列。
現設輸入為: D=D1D2D3D4D5D6
令:列=D2D3D4D5
行=D1D6
然後在S1表中查得對應的數,以4位二進製表示,此即為選擇函數S1的輸出。下面給出子密鑰Ki(48bit)的生成演算法
從子密鑰Ki的生成演算法描述圖中我們可以看到:初始Key值為64位,但DES演算法規定,其中第8、16、......64位是奇偶校驗位,不參與DES運算。故Key 實際可用位數便只有56位。即:經過縮小選擇換位表1的變換後,Key 的位數由64 位變成了56位,此56位分為C0、D0兩部分,各28位,然後分別進行第1次循環左移,得到C1、D1,將C1(28位)、D1(28位)合並得到56位,再經過縮小選擇換位2,從而便得到了密鑰K0(48位)。依此類推,便可得到K1、K2、......、K15,不過需要注意的是,16次循環左移對應的左移位數要依據下述規則進行:
循環左移位數
1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
以上介紹了DES演算法的加密過程。DES演算法的解密過程是一樣的,區別僅僅在於第一次迭代時用子密鑰K15,第二次K14、......,最後一次用K0,演算法本身並沒有任何變化。