DES加密算法详解与实现

"该资源是关于DES（Data Encryption Standard）加密算法的实现，包括加密和解密过程，以及密钥的生成。代码已经过测试，功能正常无错误。" DES是一种经典的对称加密算法，由IBM在1970年代初开发，并在1977年由美国国家标准局（NIST）采纳为标准。DES使用了块密码的设计，每个数据块长度为64位，但其中只有56位是有效密钥，因为第8位用于奇偶校验，不参与加密过程。 **DES加密流程主要包括以下几个步骤：** 1. **初始置换（IP）**：将64位的数据块通过初始置换表进行重新排列，以打乱原始数据的顺序。 2. **生成子密钥**：首先，64位的原始密钥经过PC1（Permutation Choice 1）表进行重新排列，变为56位。接着，这56位密钥在16轮加密过程中被分成16个子密钥，每个子密钥长度为48位。这个过程中，密钥会进行循环左移，左移次数由LOOP_Table决定。 3. **轮函数**：加密过程分为16轮，每轮都包含以下四个步骤： - **扩展置换（E-Box）**：将32位的输入数据扩展为48位。 - **子密钥产生**：从当前轮的子密钥中选取48位与扩展后的数据进行异或操作。 - **S盒替代（S-Box）**：48位的结果被分割成8个6位的块，每个块通过一个S盒（Substitution Box）进行非线性替换，输出为4位。 - **P盒置换（P-Box）**：将8个4位的输出进行重新排列，形成新的32位数据。 4. **逆初始置换（IP^-1）**：在16轮运算结束后，应用逆初始置换，将数据恢复到原来的64位长度，得到加密后的结果。 **DES解密过程**：解密过程与加密过程相反，只是在轮函数中使用了逆向的S盒和P盒，以及使用了与加密时相反顺序的子密钥。 在提供的代码中，`F_func` 实现了轮函数的核心部分，`S_func` 处理S盒替代，`Transform` 负责扩展置换和P盒置换，`Xor` 实现了异或操作，`RotateL` 完成了密钥的循环左移，`ByteToBit` 和 `BitToByte` 分别负责字节到位的转换，`SubKey` 存储了生成的子密钥。 这个实现可以用于理解DES算法的工作原理，或者在项目中作为基础加密模块使用。需要注意的是，由于DES的密钥长度较短（56位），在现代密码学中已经不再被认为足够安全，更推荐使用更强大的加密算法如AES（Advanced Encryption Standard）。