DES算法

Posted 2021-11-27 huangming-zzz

算法结构

1. Feistel结构
   • 16轮迭代
   • 将Ri-1用函数f运算一下
   • f(Ri-1)和Li-1异或一下
   • 将上一步的结果作为下一轮的右侧，即Ri
   • 将Ri-1变成下一轮的左侧（即Li）
2. SP结构

DES算法流程：

1. 生成16个48位的子密钥
   • 总结：64bit->56bit->48bit
   • 置换选择1
     • 给定：一张行7列8的置位表+16个十六进制数的初始密钥
     • 以下类似于初始置换IP的过程
       • 将密钥化成二进制
       • 根据置位表，将数字填入其中
     • 得到28bit的C0和D0
   • 切开，得到C0（28bit）和D0（28bit）
   • 将C0和D0分别循环左移和右移
     • 会有一张循环左移位数表：第一列为迭代次数，第二列为循环左移的位数
     • 因为需要迭代16轮，所以每一轮会给出迭代次数
     • 循环左移的意思就是把脑袋给到腚
   • 得到28bit的C1和D1
   • 置位选择2
     • 非常类似于置位选择1
     • 把28bit的C1和D1放到一起变成56位
     • 然后根据置位表，再去掉八位
     • 最终生成48bit的一个密钥
   • 循环左右移2
     • 输入：C1&D1+循环移位表中的迭代次数2的值
     • .........(循环16次得到16个48bit的密钥)
2. 初始置换IP
   • 和生成密钥同时进行
   • 给定：一张8*8的置位表+16个十六进制数的明文
   • 将明文全部转换成二进制数，16*4共64位
   • 将转换好的明文依据置位表中的顺序重排
   • 将填好的表一份为二
   • 上半部分为L0，下半部分为R0
3. 16轮feistel结构迭代
   • F轮函数结构框架：将明文进行完初始置换IP后，进入轮函数F
     • 输入：32位的A
     • 扩展置换E
       1. 经过选择运算E得到48位的中间结果
       2. 将48位的中间结果和48位的子密钥Ki进行异或运算
     • S盒代换
     • 置换运算P
     • 输出：32位的F（Ai）
   • 扩展置换E
     • 在DES算法的第二步——初始置换IP后是不是得到了两个32位的L0和R0？
     • 根据行4列8的扩展置换E将R0（或L0）变成48位的E（R0）
     • 在DES算法的第一步——生成密钥的过程中是不是得到了16个密钥？密钥是多少位的？
     • 将E(R0)与密钥进行异或
     • 至此，原来32位的R0变成了48位，故称为扩展置换E
     • 输出：48位——E（R0）^K1
   • S盒代换
     • 输入：48位
     • S盒代换给定了一张S盒矩阵（行4列16）
     • 48 = 6*8比如011001 011100 ....
     • 将8个数字的首尾作为行，中间4个数作为列，输入矩阵
     • 比如011001 -> (01,1100) -> (1,12)
     • 那就看矩阵中（1，12）的数字是什么？比如是9，那么输出就是1001
     • 那最终我们得到了8个4位的数字
     • 输出：32位——S（E（R0）^K1）
   • 置换P
     • 输入：32位
     • 给定一张置换表行4列8
     • 置换
     • 输出：32位 P（S（E（R0）^K1）），至此，f(Ro,k1)已经全部完成
   • 逆初始置换IP-1
     • 16轮迭代全部完成之后，得到了64bit的矩阵
     • 需要