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des主要的应用范围有计算机网络通信

发布时间: 2022-10-04 21:22:01

‘壹’ DES加密算法原理

网络安全通信中要用到两类密码算法,一类是对称密码算法,另一类是非对称密码算法。对称密码算法有时又叫传统密码算法、秘密密钥算法或单密钥算法,非对称密码算法也叫公开密钥密码算法或双密钥算法。对称密码算法的加密密钥能够从解密密钥中推算出来,反过来也成立。在大多数对称算法中,加密解密密钥是相同的。它要求发送者和接收者在安全通信之前,商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥,泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加密解密。只要通信需要保密,密钥就必须保密。

对称算法又可分为两类。一次只对明文中的单个位(有时对字节)运算的算法称为序列算法或序列密码。另一类算法是对明文的一组位进行运算,这些位组称为分组,相应的算法称为分组算法或分组密码。现代计算机密码算法的典型分组长度为64位――这个长度既考虑到分析破译密码的难度,又考虑到使用的方便性。后来,随着破译能力的发展,分组长度又提高到128位或更长。
常用的采用对称密码术的加密方案有5个组成部分(如图所示)

1)明文:原始信息。
2)加密算法:以密钥为参数,对明文进行多种置换和转换的规则和步骤,变换结果为密文。
3)密钥:加密与解密算法的参数,直接影响对明文进行变换的结果。
4)密文:对明文进行变换的结果。
5)解密算法:加密算法的逆变换,以密文为输入、密钥为参数,变换结果为明文。

对称密码当中有几种常用到的数学运算。这些运算的共同目的就是把被加密的明文数码尽可能深地打乱,从而加大破译的难度。

◆移位和循环移位
移位就是将一段数码按照规定的位数整体性地左移或右移。循环右移就是当右移时,把数码的最后的位移到数码的最前头,循环左移正相反。例如,对十进制数码12345678循环右移1位(十进制位)的结果为81234567,而循环左移1位的结果则为23456781。
◆置换
就是将数码中的某一位的值根据置换表的规定,用另一位代替。它不像移位操作那样整齐有序,看上去杂乱无章。这正是加密所需,被经常应用。
◆扩展
就是将一段数码扩展成比原来位数更长的数码。扩展方法有多种,例如,可以用置换的方法,以扩展置换表来规定扩展后的数码每一位的替代值。
◆压缩
就是将一段数码压缩成比原来位数更短的数码。压缩方法有多种,例如,也可以用置换的方法,以表来规定压缩后的数码每一位的替代值。
◆异或
这是一种二进制布尔代数运算。异或的数学符号为⊕ ,它的运算法则如下:
1⊕1 = 0
0⊕0 = 0
1⊕0 = 1
0⊕1 = 1
也可以简单地理解为,参与异或运算的两数位如相等,则结果为0,不等则为1。
◆迭代
迭代就是多次重复相同的运算,这在密码算法中经常使用,以使得形成的密文更加难以破解。

下面我们将介绍一种流行的对称密码算法DES。

DES是Data Encryption Standard(数据加密标准)的缩写。它是由IBM公司研制的一种对称密码算法,美国国家标准局于1977年公布把它作为非机要部门使用的数据加密标准,三十年来,它一直活跃在国际保密通信的舞台上,扮演了十分重要的角色。

DES是一个分组加密算法,典型的DES以64位为分组对数据加密,加密和解密用的是同一个算法。它的密钥长度是56位(因为每个第8 位都用作奇偶校验),密钥可以是任意的56位的数,而且可以任意时候改变。其中有极少数被认为是易破解的弱密钥,但是很容易避开它们不用。所以保密性依赖于密钥。

DES加密的算法框架如下:
首先要生成一套加密密钥,从用户处取得一个64位长的密码口令,然后通过等分、移位、选取和迭代形成一套16个加密密钥,分别供每一轮运算中使用。

DES对64位(bit)的明文分组M进行操作,M经过一个初始置换IP,置换成m0。将m0明文分成左半部分和右半部分m0 = (L0,R0),各32位长。然后进行16轮完全相同的运算(迭代),这些运算被称为函数f,在每一轮运算过程中数据与相应的密钥结合。

在每一轮中,密钥位移位,然后再从密钥的56位中选出48位。通过一个扩展置换将数据的右半部分扩展成48位,并通过一个异或操作替代成新的48位数据,再将其压缩置换成32位。这四步运算构成了函数f。然后,通过另一个异或运算,函数f的输出与左半部分结合,其结果成为新的右半部分,原来的右半部分成为新的左半部分。将该操作重复16次。

经过16轮迭代后,左,右半部分合在一起经过一个末置换(数据整理),这样就完成了加密过程。
加密流程如图所示。

DES解密过程:
在了解了加密过程中所有的代替、置换、异或和循环迭代之后,读者也许会认为,解密算法应该是加密的逆运算,与加密算法完全不同。恰恰相反,经过密码学家精心设计选择的各种操作,DES获得了一个非常有用的性质:加密和解密使用相同的算法!

DES加密和解密唯一的不同是密钥的次序相反。如果各轮加密密钥分别是K1,K2,K3…K16,那么解密密钥就是K16,K15,K14…K1。这也就是DES被称为对称算法的理由吧。

至于对称密码为什么能对称? DES具体是如何操作的?本文附录中将做进一步介绍,有兴趣的读者不妨去读一读探个究竟

4.DES算法的安全性和发展
DES的安全性首先取决于密钥的长度。密钥越长,破译者利用穷举法搜索密钥的难度就越大。目前,根据当今计算机的处理速度和能力,56位长度的密钥已经能够被破解,而128位的密钥则被认为是安全的,但随着时间的推移,这个数字也迟早会被突破。

另外,对DES算法进行某种变型和改进也是提高DES算法安全性的途径。

例如后来演变出的3-DES算法使用了3个独立密钥进行三重DES加密,这就比DES大大提高了安全性。如果56位DES用穷举搜索来破译需要2∧56次运算,而3-DES 则需要2∧112次。

又如,独立子密钥DES由于每轮都使用不同的子密钥,这意味着其密钥长度在56位的基础上扩大到768位。DES还有DESX、CRYPT、GDES、RDES等变型。这些变型和改进的目的都是为了加大破译难度以及提高密码运算的效率

‘贰’ 数据加密标准DES主要应用范围有哪些存在哪些缺陷

数据加密标准(des)由美国国家标准局提出,是目前广泛采用的对称加密方式之一,主要应用于银行业中的电子资金转帐(eft)领域。des的密钥长度为56位。三重des是des的一种变形,这种方法使用两个独立的56位密钥对交换的信息(如edi数据)进行3次加密,从而使其有效密钥长度达到112位。rc2和rc4方法是rsa数据安全公司的对称加密专利算法。rc2和rc4不同于des它们采用可变密钥长度的算法。通过规定不同的密钥长度rc2和rc4能够提高或降低安全的程度。一些电子邮件产品(如lotusnotes和apple的opncollaborationenvironment)已采用了这些算法。

‘叁’ “DES”是什么意思

DES全称为Data Encryption Standard,即数据加密标准,是一种使用密钥加密的块算法。

DES加密算法中,明文和密文为64位分组。密钥的长度为64位,但是密钥的每个第八位设置为奇偶校验位,因此密钥的实际长度为56位。

经过16次迭代运算后,得到L16、R16,将此作为输入,进行逆置换,逆置换正好是初始置换的逆运算,由此即得到密文输出。此算法是对称加密算法体系中的代表,在计算机网络系统中广泛使用。

(3)des主要的应用范围有计算机网络通信扩展阅读

密钥K=需经过PC-1表置换,即执行置换选择1过程。

PC-1表为:

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表为8行7列的表,密钥K经PC-1后变为56位数据K'。

K'(56位)=

‘肆’ 网络中的DES是什么

关于DES算法,请看这个地址:http://www.vchome.net/tech/datastruct/datasf25.htm
DES( Data Encryption Standard)算法,于1977年得到美国政府的正式许可,是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。DES算法以被应用于许多需要安全加密的场合。(如:UNIX的密码算法就是以DES算法为基础的)。

所谓双质数加密法,大概是指RSA吧
RSA以发明者Ron Rivest,Adi Shamir,Leonard Adleman的名字命名,密码分析者既不能证明RSA的安全性,同时也不能否定它。

这个算法一开始选择了两个大质数p,q,估计是双质数的来源,具体请参见:http://www.xfocus.net/articles/200503/778.html

‘伍’ 台铃DES是什么意思啊

台铃是品牌名。DES是城市冷热电三联功能技术的英文缩写简称。
台铃成立于2004年,致力于为消费者提供跑得更远的新能源交通工具,经过多年的稳健发展,现已成为集电动自行车、电动摩托车与电动轻便摩托车研发、生产、销售与服务为一体的集团化品牌。
DES全称为Data Encryption Standard,即数据加密标准,是一种使用密钥加密的块算法。DES加密算法中,明文和密文为64位分组。密钥的长度为64位,但是密钥的每个第八位设置为奇偶校验位,因此密钥的实际长度为56位。经过16次迭代运算后,得到L16、R16,将此作为输入,进行逆置换,逆置换正好是初始置换的逆运算,由此即得到密文输出。此算法是对称加密算法体系中的代表,在计算机网络系统中广泛使用。

‘陆’ DES 加密算法是怎样的一种算法要通俗解释..

1977年1月,美国政府颁布:采纳IBM公司设计的方案作为非机密数据的正式数据加密标准(DES枣Data Encryption Standard)。

目前在国内,随着三金工程尤其是金卡工程的启动,DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡(IC卡)、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用,以此来实现关键数据的保密,如信用卡持卡人的PIN的加密传输,IC卡与POS间的双向认证、金融交易数据包的MAC校验等,均用到DES算法。
DES算法的入口参数有三个:Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位,是DES算法的工作密钥;Data也为8个字节64位,是要被加密或被解密的数据;Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密。
DES算法是这样工作的:如Mode为加密,则用Key 去把数据Data进行加密, 生成Data的密码形式(64位)作为DES的输出结果;如Mode为解密,则用Key去把密码形式的数据Data解密,还原为Data的明码形式(64位)作为DES的输出结果。在通信网络的两端,双方约定一致的Key,在通信的源点用Key对核心数据进行DES加密,然后以密码形式在公共通信网(如电话网)中传输到通信网络的终点,数据到达目的地后,用同样的Key对密码数据进行解密,便再现了明码形式的核心数据。这样,便保证了核心数据(如PIN、MAC等)在公共通信网中传输的安全性和可靠性。
通过定期在通信网络的源端和目的端同时改用新的Key,便能更进一步提高数据的保密性,这正是现在金融交易网络的流行做法。

DES算法详述
DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是64位,整个算法的主流程图如下:

其功能是把输入的64位数据块按位重新组合,并把输出分为L0、R0两部分,每部分各长32位,其置换规则见下表:
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,
即将输入的第58位换到第一位,第50位换到第2位,...,依此类推,最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分,L0是输出的左32位,R0 是右32位,例:设置换前的输入值为D1D2D3......D64,则经过初始置换后的结果为:L0=D58D50...D8;R0=D57D49...D7。
经过16次迭代运算后。得到L16、R16,将此作为输入,进行逆置换,即得到密文输出。逆置换正好是初始置的逆运算,例如,第1位经过初始置换后,处于第40位,而通过逆置换,又将第40位换回到第1位,其逆置换规则如下表所示:
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,
放大换位表
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,
单纯换位表
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)算法描述图中,S1,S2...S8为选择函数,其功能是把6bit数据变为4bit数据。下面给出选择函数Si(i=1,2......8)的功能表:
选择函数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为例说明其功能,我们可以看到:在S1中,共有4行数据,命名为0,1、2、3行;每行有16列,命名为0、1、2、3,......,14、15列。
现设输入为: D=D1D2D3D4D5D6
令:列=D2D3D4D5
行=D1D6
然后在S1表中查得对应的数,以4位二进制表示,此即为选择函数S1的输出。下面给出子密钥Ki(48bit)的生成算法
从子密钥Ki的生成算法描述图中我们可以看到:初始Key值为64位,但DES算法规定,其中第8、16、......64位是奇偶校验位,不参与DES运算。故Key 实际可用位数便只有56位。即:经过缩小选择换位表1的变换后,Key 的位数由64 位变成了56位,此56位分为C0、D0两部分,各28位,然后分别进行第1次循环左移,得到C1、D1,将C1(28位)、D1(28位)合并得到56位,再经过缩小选择换位2,从而便得到了密钥K0(48位)。依此类推,便可得到K1、K2、......、K15,不过需要注意的是,16次循环左移对应的左移位数要依据下述规则进行:
循环左移位数
1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
以上介绍了DES算法的加密过程。DES算法的解密过程是一样的,区别仅仅在于第一次迭代时用子密钥K15,第二次K14、......,最后一次用K0,算法本身并没有任何变化。