DES算法或者RAS算法 要求有算法描述及实例讲解

时间: 2023-12-06 13:37:44 浏览: 148
<<引用[1]>>中提到了非对称加密算法,其中最广为使用的就是RSA算法。RSA算法是一种基于大数因数分解的加密算法,它是一种公钥加密算法,即加密和解密使用不同的密钥。RSA算法的安全性基于大数分解的难度,即将一个大数分解成两个质数的乘积的难度。RSA算法的具体实现步骤如下: 1. 选择两个大质数p和q,计算它们的乘积n=p*q。 2. 计算欧拉函数φ(n)=(p-1)*(q-1)。 3. 选择一个整数e,1<e<φ(n),且e与φ(n)互质。 4. 计算d,使得d*e mod φ(n)=1。 5. 公钥为(n,e),私钥为(n,d)。 6. 加密时,将明文m用公钥加密成密文c,即c=m^e mod n。 7. 解密时,将密文c用私钥解密成明文m,即m=c^d mod n。 下面是一个使用Python实现RSA算法的例子: ```python import random # 判断一个数是否为质数 def is_prime(n): if n <= 1: return False for i in range(2, int(n ** 0.5) + 1): if n % i == 0: return False return True # 生成一个大质数 def generate_prime(): while True: p = random.randint(100, 1000) if is_prime(p): return p # 计算两个数的最大公约数 def gcd(a, b): if b == 0: return a else: return gcd(b, a % b) # 计算模反元素 def mod_inverse(a, m): for i in range(1, m): if (a * i) % m == 1: return i return None # 生成公钥和私钥 def generate_key(): p = generate_prime() q = generate_prime() n = p * q phi_n = (p - 1) * (q - 1) while True: e = random.randint(2, phi_n - 1) if gcd(e, phi_n) == 1: break d = mod_inverse(e, phi_n) return (n, e), (n, d) # 加密 def encrypt(m, public_key): n, e = public_key c = pow(m, e, n) return c # 解密 def decrypt(c, private_key): n, d = private_key m = pow(c, d, n) return m # 测试 public_key, private_key = generate_key() print("公钥:", public_key) print("私钥:", private_key) m = 123 c = encrypt(m, public_key) print("密文:", c) m = decrypt(c, private_key) print("明文:", m) ``` <<引用>>中提到了DES算法,它是一种对称加密算法,即加密和解密使用相同的密钥。DES算法的具体实现步骤如下: 1. 将64位明文分成左右两个32位的部分L0和R0。 2. 将R0作为下一轮的L0。 3. 将R0通过扩展置换E扩展成48位,与密钥K1进行异或运算,得到48位的结果。 4. 将异或运算的结果分成8个6位的部分,每个部分作为S盒的输入,得到8个4位的输出。 5. 将8个4位的输出合并成32位的输出,通过P盒置换得到32位的结果。 6. 将32位的结果与L0进行异或运算,得到R1。 7. 重复2-6步,直到得到L16和R16。 8. 将L16和R16交换,得到64位的密文。 下面是一个使用Python实现DES算法的例子: ```python # 初始置换IP 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] # 逆初始置换IP^-1 IP_INV = [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] # 扩展置换E E = [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] # 置换P P = [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] # S盒 S_BOX = [ # 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
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