簡(jiǎn)述DES加密算法
cc 之前的文章中，我們簡(jiǎn)答聊了AES和RSA加密算法，今天我們來(lái)聊聊應(yīng)用最為廣泛的對(duì)稱加密——DES加密算法。
DES全稱為Data Encryption Standard，又被稱為美國(guó)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，它可能是使用最廣泛的密鑰系統(tǒng)，特別是在保護(hù)金融數(shù)據(jù)的安全中，像自動(dòng)取款機(jī)，POS機(jī)，磁卡及智能卡（IC卡）通常都會(huì)使用到DES算法。
DES是一種典型的分組密碼，一種將固定長(zhǎng)度的明文通過(guò)一系列復(fù)雜的操作變成同樣長(zhǎng)度的密文的算法。對(duì)DES而言，塊長(zhǎng)度為64位。同時(shí)，DES使用密鑰來(lái)自定義變換過(guò)程，因此算法認(rèn)為只有持有加密所用的密鑰的用戶才能解密密文。密鑰表面上是64位的，然而只有其中的56位被實(shí)際用于算法，其余8位可以被用于奇偶校驗(yàn)，并在算法中被丟棄。因此，DES的有效密鑰長(zhǎng)度僅為56位。
基本組成
DES算法的入口參數(shù)有三個(gè)：Key、Data、Mode。
Key為8個(gè)字節(jié)共64位，是DES算法的工作密鑰；
Data也為8個(gè)字節(jié)64位，是要被加密或被解密的數(shù)據(jù)；
Mode為DES的工作方式，有兩種：加密或解密。
當(dāng)模式為加密模式時(shí)，明文按照64位進(jìn)行分組，形成明文組，key用于對(duì)數(shù)據(jù)加密。當(dāng)模式為解密模式時(shí)，key用于對(duì)數(shù)據(jù)解密。實(shí)際運(yùn)用中，密鑰只用到了64位中的56位，這樣才具有高的安全性。
加密原理
DES使用一個(gè)56位的密鑰以及附加的8位奇偶校驗(yàn)位，產(chǎn)生最大64 位的分組大小。這是一個(gè)迭代的分組密碼，使用稱為Feistel的技術(shù)，其中將加密的文本塊分成兩半。
使用子密鑰對(duì)其中一半應(yīng)用循環(huán)功能，然后將輸出與另一半進(jìn)行“異或”運(yùn)算；接著交換這兩半，這一過(guò)程會(huì)繼續(xù)下去，但最后一個(gè)循環(huán)不交換。DES使用16個(gè)循環(huán)，使用異或，置換，代換，移位操作四種基本運(yùn)算。
DES的特點(diǎn)
DES算法具有極高安全性，除了用窮舉搜索法對(duì)DES算法進(jìn)行攻擊外，還沒有發(fā)現(xiàn)更有效的辦法。56位長(zhǎng)的密鑰的窮舉空間為256，這意味著如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)的速度是每一秒鐘檢測(cè)一百萬(wàn)個(gè)密鑰，則它搜索完全部密鑰就需要將近2285年的時(shí)間。然而隨著科技的發(fā)展，破解DES的可能性也也越來(lái)越大，使用特殊的硬件并行處理幾個(gè)小時(shí)即可。所以為了克服這些問題，人們又提出了三重DES（3DES）的變形方式（我們改天聊）。
由于DES 加密過(guò)程的算法是公開的，所以密鑰K的保密就顯得尤為重要，只有發(fā)送方與接收方采用相同的密鑰進(jìn)行加密解密才能獲取明文數(shù)據(jù)。
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