64位des加密系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文(存儲(chǔ)版)

　　

【正文】 DES子密鑰產(chǎn)生過(guò)程流程圖如下：64比特外部密鑰K奇偶校驗(yàn)密鑰置換C0（28比特）左移C1（28比特）左移D0（28比特）左移D1（28比特）左移K1（48比特）壓縮置換Ci1（28比特）左移Ci（28比特）左移Di1（28比特）左移Di（28比特）左移Ki（48比特）壓縮置換C15（28比特）左移C16（28比特）D15（28比特）左移D16（28比特）K16（48比特）壓縮置換Ki1（48比特）壓縮置換K15（48比特）壓縮置換換位操作————初始置換加密前，先把明文分成64比特的分組，然后將64比特二進(jìn)制碼輸入密碼器中。擴(kuò)展置換的目的：一、 產(chǎn)生與密鑰同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)便于同密鑰進(jìn)行異或操作；二、 提供更長(zhǎng)的結(jié)果，使得在非線性替換運(yùn)算中能進(jìn)行壓縮。擴(kuò)展置換EK1 R0ff (L15 ,K15) fL16 yi1)。ykXn1y1DESk如第i 個(gè)密文分組Ci上發(fā)生錯(cuò)誤，那么錯(cuò)誤將會(huì)引起解密后的第i個(gè)和第i+1明文分組上的誤碼，但是第i+2以及其后的各密文分組的解密將不受Ci錯(cuò)誤的影響。 zi。（4）對(duì)明文加密用的隨機(jī)比特序列，即密鑰序列只依賴(lài)初始話向量VI和密鑰K ，與被加密的信息無(wú)關(guān)。i163。由于可以是逐比特進(jìn)行加密，就不存在同步問(wèn)題，因此密文反饋方式特別適合于異步。有人說(shuō)雙重DES等價(jià)于使用一個(gè)56位密鑰的單重DES。如果密鑰的長(zhǎng)度再長(zhǎng)一些，顯然會(huì)更加安全。K 39。更有人擔(dān)心DES算法中有“陷門(mén)”,知道秘密的人可以很容易地進(jìn)行密文解密。當(dāng)然, 加密、解密的運(yùn)算量也會(huì)是DES 的3 倍。其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：沒(méi)有一個(gè)Sbox 的輸出位是輸入位的線性函數(shù)。將DES 的2 個(gè)32 位子組擴(kuò)充為q個(gè)32 位子組,在每圈中只有第q 個(gè)子組通過(guò)f 函數(shù)變換,并與其他各子組分別異或,而后按組循環(huán)右移交換位置。當(dāng)i 0時(shí),xDESi :GF(2) 56i (2i + 1) GF(2) 128i →GF (2) 128i ,即為采用密鑰長(zhǎng)度為56 i (2i + 1) 位、組長(zhǎng)為128 i 位的分組密碼。找到這個(gè)規(guī)律有助于程序?qū)崿F(xiàn)的改進(jìn)并能夠提高計(jì)算速度。endifstatic char ip[]={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 }。static char si[8][64]={/* S1 */ 14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,6,15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13,/* 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。通過(guò)以上改進(jìn), 減少了DES 算法設(shè)計(jì)上的難度, 同時(shí)提高了算法的執(zhí)行效率。IP 1 換位表是將64 比特的字符串R16L16 的第1,2,3,4,5,6,7,8行變成2,4,6,8,1,3,5,7 列后再首尾翻轉(zhuǎn)180176。xDESixDESi 方案利用DES 構(gòu)造了一族分組密碼,加大了數(shù)據(jù)分組和密鑰長(zhǎng)度。由于16 輪迭代的每一輪使用一個(gè)48 位二進(jìn)制的密鑰，所以這種變形的DES 密鑰長(zhǎng)度是768 位。S 盒可變的DES[1] 通過(guò)優(yōu)化S 盒的設(shè)計(jì),使S 盒的次序隨密鑰而變化或使S 盒的內(nèi)容本身是可變的,就可以抵抗破譯時(shí)差分密碼分析,以達(dá)到進(jìn)一步增強(qiáng)DES 算法加密強(qiáng)度的目的。它等價(jià)于把DES 的鑰匙長(zhǎng)度增加到112位。（4）、除去S 盒,DES 里的所有計(jì)算全是線性的,而且S盒的設(shè)計(jì)對(duì)密碼算法的安全性至關(guān)重要。設(shè)C ＝ D E S （M ，K ），則C 39。DES k3 –1DES k11yx三重DES解密過(guò)程DES k2 DES k1DES k3xy三重DES加密過(guò)程設(shè)k1 ， k2 ，k3 是三個(gè)長(zhǎng)度為56的密鑰，給定的明文為x,則密文y為：y= DES k3 (DES k2 –1 (DES k1 (x))) .給定的密文y,則明文x為:x=DES k11 (DES k2 (DES k3 –1 (y))).（二）、DES加密算法的安全性通過(guò)對(duì)DES 加、解密過(guò)程分析,從技術(shù)上講,DES 存在的缺陷主要集中在三個(gè)方面:(1)、密鑰較短作為分組密碼,DES 的加密單位僅有64 位二進(jìn)制,這對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸來(lái)說(shuō)太小,因?yàn)槊總€(gè)區(qū)組僅含8 個(gè)字符,而且其中某些位還要用于奇偶校驗(yàn)或其他通訊開(kāi)銷(xiāo)。更明確的講，CBC模式和CFB模式能夠用來(lái)產(chǎn)生信息鑒別碼（MAC）。如果選擇J=16，則是按雙字節(jié)或字對(duì)明文進(jìn)行加密；。 zi。或者收發(fā)雙方失步，則解密后將面目全非。i163。（2）解密后的第一個(gè)明文分組與初始化向量VI有關(guān)，如果收、發(fā)雙方的初始化向量VI不一致，第一個(gè)明文分組將不正確。yiIV=y0X1yi（3）果密文分組的邊界發(fā)生了錯(cuò)誤，就會(huì)引起收、發(fā)雙方失步，使分組紊亂，這時(shí)解密出來(lái)的明文分組都是錯(cuò)誤的。L0 = R1 197。密文y=y1 y2… yi… y63 y64f (Li+1 ,Ki+1) R16 = L15 197。f (Ri1 ,Ki) L0fS—盒（1）(0000) 0(0001)1(0010)2(0011)3(0100)4(0101)5(0110)6(0111)7(1000)8(1001)9(1010)10(1011)11(1100)12(1101)13(1110)14(1111)15（00）01441312151183106125907（01）10157414213110612119538（10）2411481621115129731050（11）31512824917511314100613S—盒（2）(0000) 0(0001)1(0010)2(0011)3(0100)4(0101)5(0110)6(0111)7(1000)8(1001)9(1010)10(1011)11(1100)12(1101)13(1110)14(1111)15（00）01518146113497213120510（01）13134715281412011069115（10）20147111041315812693215（11）31381013154211671205149S—盒（3）(0000) 0(0001)1(0010)2(0011)3(0100)4(0101)5(0110)6(0111)7(1000)8(1001)9(1010)10(1011)11(1100)12(1101)13(1110)14(1111)15（00）01009146315511312711428（01）11370934610285141211151（10）21364981530111212510147（11）31101206987415143115212S—盒（4）(0000) 0(0001)1(0010)2(0011)3(0100)4(0101)5(0110)6(0111)7(1000)8(1001)9(1010)10(1011)11(1100)12(1101)13(1110)14(1111)15（00）07131430691012051112415（01）11381156150347212110149（10）21069012117131513145284（11）33150610113894511127214S—盒（5）(0000) 0(0001)1(0010)2(0011)3(0100)4(0101)5(0110)6(0111)7(1000)8(1001)9(1010)10(1011)11(1100)12(1101)13(1110)14(1111)15（00）02124171011685315130149（01）11411212471315015103986（10）24