DES數(shù)據(jù)加密算法的原理及C++實(shí)現(xiàn)

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1、DES數(shù)據(jù)加密算法的原理及C++實(shí)現(xiàn)摘要:DES數(shù)據(jù)加密算法作為最著名的對(duì)稱密鑰加密算法,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)程中起著重要的作用。本篇論文分析了DES數(shù)據(jù)加密算法的基本原理,即如何使56位密鑰迭代生成16個(gè)子密鑰,并用這16個(gè)子密鑰對(duì)64位數(shù)據(jù)塊進(jìn)行加密使之變?yōu)槊芪?,最后用C++語(yǔ)言對(duì)其做出實(shí)現(xiàn)。DES算法在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)具有較高的強(qiáng)壯性,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:?DES算法;密鑰;加密;明文;密文1前言信息安全技術(shù)是一門綜合的學(xué)科,它涉及信息論、計(jì)算機(jī)科學(xué)和密碼學(xué)等多方面知識(shí),它的

2、主要任務(wù)是研究計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)信息的保護(hù)方法以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)信息的安全、保密、真實(shí)和完整。其中,信息安全的核心是密碼技術(shù)。1973年美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局NBS(NationalBureauofStandards)征求國(guó)家密碼標(biāo)準(zhǔn)方案,IBM就提交了其Tuchman-Meyer項(xiàng)目的結(jié)果。這是當(dāng)時(shí)提出的最好的方法。因而在1977年被選為數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)。這就是著名的DES加密算法。 2DES數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)算法2.1網(wǎng)絡(luò)信息安全與數(shù)據(jù)加密技術(shù)概述網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題越發(fā)顯得重要。數(shù)據(jù)保密變換,或密碼技術(shù),是對(duì)計(jì)算機(jī)信息進(jìn)行保護(hù)的最實(shí)用和最可

3、靠的方法,它是網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)中的核心技術(shù)。信息技術(shù)的飛速發(fā)展,使人們的生活面貌發(fā)生了很大的改變,同時(shí)信息技術(shù)也促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展?;ヂ?lián)網(wǎng)是一個(gè)面向大眾的開放系統(tǒng),對(duì)于信息的保密措施和系統(tǒng)的安全性考慮得并不完備,因此引起的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題也就日益嚴(yán)重。如何保護(hù)計(jì)算機(jī)信息的內(nèi)容,也即信息內(nèi)容的保密問(wèn)題顯得越來(lái)越重要。從本質(zhì)上看,網(wǎng)絡(luò)安全就是網(wǎng)絡(luò)上的信息安全。從廣義上來(lái)說(shuō),凡是涉及到網(wǎng)絡(luò)信息的保密性、完整性、可用性、真實(shí)性和可控性的相關(guān)技術(shù)和理論都是網(wǎng)絡(luò)安全的研究領(lǐng)域。信息安全的技術(shù)主要包括監(jiān)控、掃描、檢測(cè)、加密、認(rèn)證、防攻擊、防病毒以及審計(jì)等幾個(gè)

4、方面,其中加密技術(shù)是信息安全的核心技術(shù),已經(jīng)滲透到大部分安全產(chǎn)品之中,并正向芯片化方向發(fā)展。加密技術(shù)是一門古老而深?yuàn)W的學(xué)科,它對(duì)一般人來(lái)說(shuō)是陌生的,因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái),它只在很少的范圍內(nèi),如軍事、外交、情報(bào)等部門使用。計(jì)算機(jī)加密技術(shù)是研究計(jì)算機(jī)信息加密、解密及其變換的科學(xué),是數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)的交叉學(xué)科,也是一門新興的學(xué)科。在國(guó)外,它已成為計(jì)算機(jī)安全主要的研究方向,也是計(jì)算機(jī)安全課程教學(xué)中的主要內(nèi)容。162.1.1數(shù)據(jù)加密的起因當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)社會(huì)選擇加密已是別無(wú)選擇,其一是我們知道在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行文件傳輸、電子郵件商務(wù)往來(lái)時(shí)存在許多不安全因素,特別是對(duì)于

5、一些大公司和一些機(jī)密文件在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。而且這種不安全性是互聯(lián)網(wǎng)存在基礎(chǔ)——TCP/IP協(xié)議所固有的,包括一些基于TCP/IP的服務(wù);另一方面,互聯(lián)網(wǎng)給眾多的商家?guī)?lái)了無(wú)限的商機(jī),互聯(lián)網(wǎng)把全世界連在了一起,走向互聯(lián)網(wǎng)就意味著走向了世界,這對(duì)于無(wú)數(shù)商家無(wú)疑是夢(mèng)寐以求的好事,特別是對(duì)于中小企業(yè)。為了解決這一對(duì)矛盾、為了能在安全的基礎(chǔ)上打開這通向世界之門,我們只好選擇了數(shù)據(jù)加密和基于加密技術(shù)的數(shù)字簽名。加密在網(wǎng)絡(luò)上的作用就是防止有用或私有化信息在網(wǎng)絡(luò)上被攔截和竊取。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是密碼的傳輸,計(jì)算機(jī)密碼極為重要,許多安全防護(hù)體系是基于密碼

6、的,密碼的泄露在某種意義上來(lái)講意味著其安全體系的全面崩潰。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行登錄時(shí),所鍵入的密碼以明文的形式被傳輸?shù)椒?wù)器,而網(wǎng)絡(luò)上的竊聽是一件極為容易的事情,所以很有可能黑客會(huì)竊取用戶的密碼,如果是Root用戶或Administrator用戶,那后果將是極為嚴(yán)重的。還有如果你公司在進(jìn)行著某個(gè)招標(biāo)項(xiàng)目的投標(biāo)工作,工作人員通過(guò)電子郵件的方式把他們單位的標(biāo)書發(fā)給招標(biāo)單位,如果此時(shí)有另一位競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手從網(wǎng)絡(luò)上竊取到你公司的標(biāo)書,從中知道你公司投標(biāo)的標(biāo)的,那后果將是怎樣,相信不用多說(shuō)聰明的你也明白。這樣的例子實(shí)在是太多了,解決上述難題的方案就是加密,加

7、密后的口令即使被黑客獲得也是不可讀的,加密后的標(biāo)書沒有收件人的私鑰也就無(wú)法解開,標(biāo)書成為一大堆無(wú)任何實(shí)際意義的亂碼??傊疅o(wú)論是單位還是個(gè)人在某種意義上來(lái)說(shuō)加密都成為當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)社會(huì)進(jìn)行文件或郵件安全傳輸?shù)臅r(shí)代象征!數(shù)字簽名就是基于加密技術(shù)的,它的作用就是用來(lái)確定用戶是否是真實(shí)的。應(yīng)用最多的還是電子郵件,如當(dāng)用戶收到一封電子郵件時(shí),郵件上面標(biāo)有發(fā)信人的姓名和信箱地址,很多人可能會(huì)簡(jiǎn)單地認(rèn)為發(fā)信人就是信上說(shuō)明的那個(gè)人,但實(shí)際上偽造一封電子郵件對(duì)于一個(gè)通常人來(lái)說(shuō)是極為容易的事。在這種情況下,就要用到加密技術(shù)基礎(chǔ)上的數(shù)字簽名,用它來(lái)確認(rèn)發(fā)信人身份

8、的真實(shí)性。類似數(shù)字簽名技術(shù)的還有一種身份認(rèn)證技術(shù),有些站點(diǎn)提供入站FTP和WWW服務(wù),當(dāng)然用戶通常接觸的這類服務(wù)是匿名服務(wù),用戶的權(quán)力要受到限制,但也有這類服務(wù)不是匿名的,如某公司為了信息交流提供用戶的合作伙伴非匿名的F

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