DES算法实现详解：E置换与迭代过程

"本文主要介绍了DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）算法的实现细节，特别是E置换在DES算法中的作用。" DES算法是一种广泛使用的对称加密算法，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。该算法的核心在于其迭代结构，它通过对明文进行一系列复杂的操作来生成密文。 在DES算法的实现中，E置换是一个关键步骤，用于扩展输入的数据。在提供的代码段中，`DES_E_Transform`函数执行了E置换。这个函数接收一个48位的元素数组`data`，并使用E_Table进行操作。E_Table是一个预定义的置换表，将输入的比特位置进行重新排列。对于数组中的每个元素，代码将`data[E_Table[cnt]-1]`的值复制到临时数组`temp[cnt]`中。然后，使用`memcpy`函数将临时数组的内容复制回`data`，完成E置换。 DES算法的整个加密过程可以分为以下三个主要步骤： 1. **初始置换（IP）**：64位的明文通过IP置换表进行重新排列，分为L0（前32位）和R0（后32位）。IP置换表的目的是打乱明文的比特顺序，增加破解的难度。 2. **迭代过程**：接下来的16轮迭代中，每次迭代都涉及到L和R部分的交换以及一个非线性函数f的应用。在这个过程中，R的当前值与前一轮的L值进行异或，然后通过f函数进行计算，f函数结合了S盒（Substitution Box）的置换功能，S盒是用来实现非线性变换的关键组件。此外，每轮还会使用一个不同的子密钥Ki，这些子密钥是由主密钥经过一系列复杂操作生成的。 3. **逆初始置换（IP-1）**：经过16轮迭代后，得到的L16和R16通过逆置换IP-1组合成64位的密文输出。逆置换IP-1是初始置换IP的逆操作，恢复了初始的比特顺序，形成最终的密文。 DES算法的安全性主要依赖于其迭代结构和非线性特性，特别是S盒的设计，使得即使知道了加密过程，破解起来也非常困难。然而，随着计算能力的增强，DES的64位密钥长度已不再被认为足够安全，现在更常使用的是它的加强版——3DES（Triple DES）或更现代的AES（Advanced Encryption Standard）算法。