1、DES 算法实验报告姓名： 学 号： 班级： 一、实验环境 1硬件配置：处理器（英特尔 Pentium 双核 E5400 2.70GHZ 内存：2G）2使用软件： 操作系统：Windows XP 专业版 32 位 SP3(DirectX 9.0C)软件工具：Microsoft Visual C+ 6.0二、实验涉及的相关概念或基本原理 1、加密原理DES 使用一个 56 位的密钥以及附加的 8 位奇偶校验位，产生最大 64 位的分组大小。这是一个迭代的分组密码，使用称为 Feistel 的技术，其中将加密的文本块分成两半。使用子密钥对其中一半应用循环功能，然后将输出与另一半进行“异或”运算；接
2、着交换这两半，这一过程会继续下去，但最后一个循环不交换。DES 使用 16 个循环，使用异或，置换，代换，移位操作四种基本运算。三、实验内容1、关键代码子密钥产生F 函数以及加密 16 轮迭代2、DES 加密算法的描述及流程图子密钥产生在 DES 算法中，每一轮迭代都要使用一个子密钥，子密钥是从用户输入的初始密钥产生的。K 是长度为 64 位的比特串，其中 56 位是密钥，8 位是奇偶校验位，分布在8，16，24，32，40，48，56，64 比特位上，可在 8 位中检查单个错误。在密钥编排计算中只用 56 位，不包括这 8 位。子密钥生成大致分为：置换选择 1（PC-1） 、循环左移、置换选
3、择 2（PC-2）等变换，分别产生 16 个子密钥。DES 解密算法与加密算法是相同的，只是子密钥的使用次序相反。DES 加密算法DES 密码算法采用 Feistel 密码的 S-P 网络结构，其特点是：加密和解密使用同一算法、同一密钥、同一结构。区别是：16 轮加密子密钥顺序为 K1,K2,K16,解密子密钥顺序为 K16,K15,K1。其中密钥长度为 64 位，在具体算法中，只使用 56 位（另外 8 位为奇偶校验位）的密钥输入对 64 位的明文进行加解密运算，获取 64 位密文。整个过程由三个阶段来完成：初始置换、乘积变换和逆初始置换。大致过程：设m=m1m2m64 为 64 位输入明文
4、，DES 算法先执行初始置换 IP 对 m 的 64 位进行换位处理；然后通过子密钥 K1K16 对明文进行 16 轮乘积变换，即进行 16 次迭代处理；最后经过逆初始置换 的处理，得到 64 位密文 c=c1c2c64 输出。16 轮迭代目的是使明文增加混乱1性和扩散性，避免输出密文残留统计规律，使破译者无法反向推算出密钥。第一步：变换明文。对给定的 64 位的明文 x.,首先通过一个置换 IP 表来重新排列 x.,从而构造出 64 位的 x0, x0=IP(x)=L0R0,其中 L0 表示 x0 的前 32 位，R0 表示 x0 的后 32 位。第二步：按照规则迭代。规则为：Li=Ri-1
5、;Ri=Lif(Ri-1, Ki) (i=1,2,3,16)经过第 1 步变换已经得到 L0 和 R0 的值，其中符号表示数学运算“异或” ，f 表示一种置换，由 s 盒置换构成，Ki 是一些由密钥编排函数产生的比特块。第三步：对 L16R16 利用 IP-1 作逆置换。 流程图图 1DES 算法一轮迭代的过程DES 加密算法的描述3、实验结果加密结果 解密结果图 2 DES 加解密结果四、实验总结分析通过这次实验，我发现 DES 算法虽然并不复杂，但是真正实现起来，自己编程上还存在诸多不足，很多细微的知识点很容易就遗忘了，比如对与数组的应用也不是很扎实，数组下标和替换表之间存在 1 个位的偏差，如若没有理清逻辑关系，很容易出错，导致返工。通过这次 DES 加解密算法的实验，我对 DES 的原理有了更深刻的认识，对初始变换，F 函数的扩展变换，S 盒，P 盒的混乱扩散效应有了更深的体会，经历了代码的编写后，我对DES 的 16 轮迭代的具体步骤，以及子密钥的产生更清晰明了，果然通过理论联系实际，才可以把零碎的知识点巩固加深。
