"DES算法报告1：密钥生成、加密流程及填充"

# DES算法报告 ## 一、算法原理总综述 DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）算法是一种使用56位密钥以及64位的数据块来进行加密的对称加密算法。它以块的方式处理数据，每个数据块长度为64位，密钥长度为56位。DES算法由初始置换（IP置换）、迭代轮函数、交换置换（IP逆置换）三部分组成。在加密和解密过程中，需要进行填充以满足数据块长度的要求。 ## 二、加密 ### 1. 填充 DES算法对数据块进行加密时，需要将数据块长度填充为64位的倍数。本次报告中采用的填充方式为PKCS（Public-Key Cryptography Standards），该填充方式会在数据块末尾填充0，直到达到64位的倍数。 ### 2. 子密钥生成 DES算法中需要生成16个子密钥，用于迭代轮函数处理数据。子密钥的生成过程如下： - 获取给定的64位密钥K - 使用PC-1置换表对64位密钥进行置换，得到56位密钥 - 将56位密钥分为两部分，分别进行循环左移1或2位，得到的结果各自进行PC-2置换，生成16个48位的子密钥 ### 3. 初始置换 加密数据时，需要对输入数据块进行初始置换（IP置换），将64位数据块重新排列。 ### 4. 迭代轮函数 DES算法中采用16次迭代轮函数对数据块进行处理，包括以下步骤： 1. 将32位数据分为左右两部分 2. 将右半部分进行扩展置换，得到48位数据 3. 将扩展置换后的数据与子密钥进行异或操作 4. 将异或的结果进行S盒压缩，得到32位数据 5. 将S盒压缩的结果进行P盒置换 ### 5. 逆置换 经过16次迭代轮函数后，将左右两部分互换，进行逆置换（IP逆置换）得到密文数据块。 ## 三、解密 解密过程与加密过程类似，但子密钥的使用顺序与加密过程相反。具体过程如下： 1. 使用相同的初始键生成子密钥 2. 将子密钥按相反的顺序应用于密文数据块的处理 3. 迭代轮函数和初始置换、逆置换操作与加密过程相反 ## 四、总体架构 DES算法的总体架构包括数据结构设计、模块分解等方面： - 数据结构设计需要考虑密钥、数据块以及中间过程数据的表示和存储 - 模块分解包括子密钥生成、初始置换、迭代轮函数、逆置换等步骤的模块化设计 ## 五、C语言代码 对DES算法的加密和解密过程进行C语言代码实现，需要考虑填充、子密钥生成、初始置换、迭代轮函数、逆置换等步骤的具体编码过程。 ## 六、编译运行结果 对C语言代码进行编译和运行，检查加密和解密过程的正确性。 通过本次DES算法报告的学习，对DES算法的加密和解密过程有了更加深入的理解，对C语言代码的实现也有了一定的掌握。在实际应用中，需要考虑到数据块的填充、密钥的安全性、算法的效率等方面，以达到更好的加密效果。