des加密算法分析

《des加密算法分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）DES加密算法分析蔡鵬(陜理工數(shù)學(xué)系信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)044班，陜西漢中723000)指導(dǎo)教師：張凌霜[摘要]DES數(shù)據(jù)加密算法是使用最廣的分組加密算法，它作為最著名的保密密鑰或?qū)ΨQ密鑰加密算法，在計(jì)算機(jī)密碼學(xué)及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信的發(fā)展過(guò)程中起了重要作用。本次學(xué)年論文是主要是學(xué)習(xí)介紹DES對(duì)稱密鑰數(shù)據(jù)加密算法，并用c++實(shí)現(xiàn)。DES算法具有較高的安全性，為我們進(jìn)行一般的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸活動(dòng)提供了安全保障。?[關(guān)鍵詞]加密與解密，DES算法，S-盒??引言密碼學(xué)是伴隨著戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)展起來(lái)的一

2、門科學(xué)，其歷史可以追溯到古代，并且還有過(guò)輝煌的經(jīng)歷。但成為一門學(xué)科則是近20年來(lái)受計(jì)算機(jī)科學(xué)蓬勃發(fā)展的刺激結(jié)果。今天在計(jì)算機(jī)被廣泛應(yīng)用的信息時(shí)代，信息本身就是時(shí)間，就是財(cái)富。如何保護(hù)信息的安全（即密碼學(xué)的應(yīng)用）已不再局限于軍事、政治和外交，而是擴(kuò)大到商務(wù)、金融和社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。特別是在網(wǎng)絡(luò)化的今天，大量敏感信息（如考試成績(jī)、個(gè)人簡(jiǎn)歷、體檢結(jié)果、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等）常常要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交換。（現(xiàn)代電子商務(wù)也是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的。）由于互聯(lián)網(wǎng)的開放性，任何人都可以自由地接入互聯(lián)網(wǎng)，使得有些不誠(chéng)實(shí)者就有可能采用各種非法手

3、段進(jìn)行破壞。因此人們十分關(guān)心在網(wǎng)絡(luò)上交換信息的安全性。普遍認(rèn)為密碼學(xué)方法是解決信息安全保護(hù)的一個(gè)最有效和可行的方法。有效是指密碼能做到使信息不被非法竊取，不被篡改或破壞，可行是說(shuō)它需要付出的代價(jià)是可以接受的。密碼是形成一門新的學(xué)科是在20世紀(jì)70年代。它的理論基礎(chǔ)之一應(yīng)該首推1949年Shannon的一篇文章“保密系統(tǒng)的通信理論”，該文章用信息論的觀點(diǎn)對(duì)信息保密問題作了全面的闡述。這篇文章過(guò)了30年后才顯示出它的價(jià)值。1976年，Diffie和Hellman發(fā)表了論文《密碼學(xué)的新方向》，提出了公鑰密碼體制

4、的新思想，這一思想引發(fā)了科技界對(duì)研究密碼學(xué)的極大興趣，大量密碼學(xué)論文開始公開發(fā)表，改變了過(guò)去只是少數(shù)人關(guān)起門來(lái)研究密碼學(xué)的狀況。同時(shí)為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)通信和電子商務(wù)迅速發(fā)展的需要，密碼學(xué)的研究領(lǐng)域逐漸從消息加密擴(kuò)大到數(shù)字簽名、消息認(rèn)證、身份識(shí)別、抗欺騙協(xié)議等新課題[1]。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）1973年開始研究除國(guó)防部外的其它部門的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，并批準(zhǔn)用于非機(jī)密單位及商業(yè)上的保密通信。于1973年5月15日和1974年8月27日先后兩次向公眾發(fā)出了征求加密算法的公告。1977年1月，美國(guó)政府頒布

5、：采用IBM公司1971年設(shè)計(jì)出的一個(gè)加密算法作為非機(jī)密數(shù)據(jù)的正式數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（DES:DataEncryptionStandard）。DES廣泛應(yīng)用于商用數(shù)據(jù)加密，算法完全公開，這在密碼學(xué)史上是一個(gè)創(chuàng)舉[2]。在密碼學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，DES算法起了非常重要的作用。本次學(xué)年論文介紹的就是分組加密技術(shù)中最典型的加密算法——DES算法。1概述1.1加密與解密第20頁(yè)共21頁(yè)陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）加密技術(shù)是基于密碼學(xué)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)乃至一切信息系統(tǒng)安全的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，加密的基本意思是改變信

6、息的排列形式，使得只有合法的接受才能讀懂，任何他人即使截取了該加密信息也無(wú)法使用現(xiàn)有的手段來(lái)解讀。解密是我們將密文轉(zhuǎn)換成能夠直接閱讀的文字（即明文）的過(guò)程稱為解密，它是加密的反向處理，但解密者必須利用相同類型的加密設(shè)備和密鑰對(duì)密文進(jìn)行解密。1.2單鑰密碼系統(tǒng)密碼學(xué)中有兩種重要類型的密碼系統(tǒng)，單鑰（私鑰）和雙鑰（公鑰）密碼系統(tǒng)。在單鑰密碼系統(tǒng)中，明文的加密和密文的解密是用同樣的密鑰。直到1976年Diffie、Hellman引入公鑰（雙鑰）密碼學(xué)之前，所有的密碼都是單鑰系統(tǒng)，因此單鑰系統(tǒng)也稱為傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)。

7、傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)廣泛地用在今天的世界上，有兩種單鑰密碼體制：流密碼和分組密碼[3]。流密碼是利用密鑰k產(chǎn)生一個(gè)密鑰流z=z0z1…，并使用如下規(guī)則對(duì)明文串x=x0x1x2…加密：y=y0y1y2…=Ez0(x0)Ez1(x1)Ez2(x2)…。密鑰流由密鑰流發(fā)生器f產(chǎn)生：zi=f(k,σi)，這里σi是加密器中的記憶元件（存儲(chǔ)器）在時(shí)刻i的狀態(tài)，f是由密鑰k和σi產(chǎn)生的函數(shù)[3]。而分組密碼就是將明文消息序列:m,m,…,m,…劃分為等長(zhǎng)的消息組(m,m,…m),(m,m,…,m),…各組明文分別在密鑰k=(

8、k1,k2,…,kt)的控制下,按固定的算法E一組一組進(jìn)行加密。加密后輸出等長(zhǎng)密文組（y,…,y），（y,…,y）,…分組密碼的模型，如圖1.1所示[3]。圖1.1分組密碼的模型它與流密碼的不同之處在于輸出的每一位數(shù)字不只與相應(yīng)時(shí)刻輸入明文數(shù)字有關(guān)，而是與一組長(zhǎng)為m的明文數(shù)組有關(guān)。它們的區(qū)別就在于有無(wú)記憶性（如圖1.2）。流密碼的滾動(dòng)密鑰z0=f(k,σ0)由函數(shù)f、密鑰k和指定的初態(tài)σ0完全確定。此后，由于輸入加密器的明文可