《數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)DES》PPT課件

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1、密碼學(xué)第三講(數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)DES)張煥國武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院目錄1、密碼學(xué)的基本概念2、古典密碼3、數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(DES)4、高級(jí)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)5、中國商用密碼(SMS4)6、分組密碼的應(yīng)用技術(shù)7、序列密碼8、習(xí)題課:復(fù)習(xí)對(duì)稱密碼9、公開密鑰密碼(1)目錄10、公開密鑰密碼(2)11、數(shù)字簽名(1)12、數(shù)字簽名(2)13、HASH函數(shù)14、認(rèn)證15、密鑰管理16、PKI技術(shù)17、習(xí)題課:復(fù)習(xí)公鑰密碼18、總復(fù)習(xí)/檢查:綜合實(shí)驗(yàn)一、DES的概況1、重要時(shí)間:1973年美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)向社會(huì)公開征集加密算法,以制定加密

2、算法標(biāo)準(zhǔn);1974年第二次征集;1975年選中IBM的算法,公布征求意見;1977年1月15日正式頒布;1998年底以后停用。1999年頒布3DES為新標(biāo)準(zhǔn)。一、DES的概況2、標(biāo)準(zhǔn)加密算法的目標(biāo)①用于加密保護(hù)政府機(jī)構(gòu)和商業(yè)部門的非機(jī)密的敏感數(shù)據(jù)。②用于加密保護(hù)靜態(tài)存儲(chǔ)和傳輸信道中的數(shù)據(jù)。③安全使用10~15年。一、DES的概況3、整體特點(diǎn)①分組密碼:明文、密文和密鑰的分組長度都是64位。②面向二進(jìn)制的密碼算法:因而能夠加解密任何形式的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。③對(duì)合運(yùn)算:因而加密和解密共用同一算法,使工程實(shí)現(xiàn)的工作量減半。④綜合運(yùn)用了置換、代

3、替、代數(shù)等多種密碼技術(shù)。一、DES的概況4、應(yīng)用①許多國際組織采用為標(biāo)準(zhǔn)。②在全世界范圍得到廣泛應(yīng)用。③產(chǎn)品形式:軟件(嵌入式,應(yīng)用軟件)硬件(芯片,插卡)5、結(jié)論用于其設(shè)計(jì)目標(biāo)是安全的。設(shè)計(jì)精巧、實(shí)現(xiàn)容易、使用方便,堪稱典范。二、算法總框圖64位明文L0R0IPfR1L1K164位密文L15R15IP-1fL16R16fR2L2K16K21、64位密鑰經(jīng)子密鑰產(chǎn)生算法產(chǎn)生出16個(gè)子密鑰:K1,K2,...,K16,分別供第一次,第二次,...,第十六次加密迭代使用。2、64位明文經(jīng)初始置換IP,將數(shù)據(jù)打亂重排并分成左右兩半。左邊

4、為L0,右邊為R0。3、第一次加密迭代:在子密鑰K1的控制下,由加密函數(shù)f對(duì)R0加密:L0⊕f(R0,K1)以此作為第二次加密迭代的R1,以R0作為第二次加密迭代的L1。三、加密過程4、第二次加密迭代至第十六次加密迭代分別用子密鑰K2,...,K16進(jìn)行,其過程與第一次加密迭代相同。5、第十六次加密迭代結(jié)束后,產(chǎn)生一個(gè)64位的數(shù)據(jù)組。以其左邊32位作為R16,以其右邊32位作為L16。6、L16與R16合并,再經(jīng)過逆初始置換IP–1,將數(shù)據(jù)重新排列,便得到64位密文。三、加密過程7、DES加密過程的數(shù)學(xué)描述:Li=Ri-1Ri=L

5、i-1⊕f(Ri-1,Ki)i=1,2,3,…161、功能:64位密鑰經(jīng)過置換選擇1、循環(huán)左移、置換選擇2等變換,產(chǎn)生16個(gè)子密鑰K1,K2,…K16,分別供各次加密迭代使用。四、子密鑰的產(chǎn)生64位密鑰置換選擇1C0D0循環(huán)移位循環(huán)移位置換選擇2C1D1循環(huán)移位循環(huán)移位置換選擇2C15C15循環(huán)移位循環(huán)移位置換選擇2K1K2K162.子密鑰產(chǎn)生框圖3、置換選擇1:①、作用去掉密鑰中的8個(gè)奇偶校驗(yàn)位。打亂重排,形成C0(左28位),D0(右28位)。②、矩陣C0D04749413325179635547393123151585042

6、34261876254463830221025951433527146615345372919113605244362113528201244、循環(huán)移位:①、作用對(duì)C0,D0分別循環(huán)移位。②、循環(huán)移位表迭代次數(shù)12345678910111213141516移位次數(shù)11222222122222215、置換選擇2:①、作用從Ci和Di(56位)中選擇出一個(gè)48位的子密鑰Ki。②、矩陣14171124153281562110Ci23191242681672720132415231374755304051453348Di444939563

7、453464250362932五、初始置換IP①、作用把64位明文打亂重排。左一半為L0(左32位),右一半為R0(右32位)。例:把輸入的第1位置換到第40位,把輸入的第58位置換到第1位。五、初始置換IP②、矩陣58504234261810260524436282012462544638302214664564840322416857494133251791595143352719113615345372921135635547393123157六、逆初始置換IP-1①、作用把64位中間密文打亂重排。形成最終的64位密文。②、

8、相逆性IP與IP-1互逆。例:在IP中把輸入的第1位置換到第40位,而在IP-1中把輸入的第40位置換到第1位。六、逆初始置換IP-1③、矩陣40848165624643239747155523633138646145422623037545135

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