DES加密算法详解与简单实现

本实验报告详细介绍了DES加密算法的简单实现，由北京邮电大学的郭一成、赵力子、张博轩和仁青曲扎四位同学共同完成于2015年4月20日。DES全称为Data Encryption Standard，是一种分组加密算法，其核心特点是使用对称加密，加密和解密使用同一套算法，区别仅在于密钥的编排方式。 DES算法的主要特点包括： 1. 数据处理单位：DES以64位为一组进行加密和解密，输入明文和输出密文都是64位。 2. 密钥管理：DES的密钥长度为56位，虽然通常表示为64位，因为第8位用于奇偶校验，实际有效部分为56位。密钥可以随时更改，提供了灵活性。 3. 工作流程：DES的加密/解密过程包含三个主要步骤： - 初始置换：将64位数据按位重新组合，分为L0（左32位）和R0（右32位）。 - 16轮迭代：每轮迭代包括一个称为函数f的操作，它结合数据和密钥进行计算。这个过程重复16次，每次迭代使用不同的密钥子集（Ki）。 - 逆置换：最终，L16和R16经过逆初始置换，得到最终的密文输出。 4. 内部操作：具体到函数f，涉及两个步骤：“扩展置换”将32位数据扩展到48位，便于后续操作；“P盒置换”则是对32位数据进行位移变换。 DES算法因其高效性和广泛应用在历史上曾广泛使用，但在现代，由于安全性问题，已经被更安全的算法如AES（Advanced Encryption Standard）取代。然而，理解和实现DES算法仍然有助于理解对称加密的基本原理和设计思路。通过本次实验，学生们不仅掌握了DES的实现细节，也加深了对密码学的理解。