DES加密算法的簡單實現(xiàn)實驗報告

1、蘇州科技學院電子與信息工程學院實驗報告實驗一（實驗）課程名稱實驗名稱 DES加密算法的簡單實現(xiàn)實驗報告一、實驗室名稱： 電子學院 213 機房二、實驗項目名稱：DES加密算法的簡單實現(xiàn)三、實驗學時： 2 學時四、實驗原理：DES的描述DES是一種分組加密算法，他以64位為分組對數(shù)據(jù)加密。64位一組的明文 從算法的一端 輸入，64位的密文從另一端輸出。DES是一個對稱算法：加密和 解密用的是同一個算法（除密鑰編排不同以外） 。密鑰的長度為 56位（密鑰通常表示為 64位的數(shù)，但每個第 8位都用作奇偶 檢驗，可以忽略 ）。密鑰可以是任意的 56位數(shù)，且可以在任意的時候改變。DES算法的入口參數(shù)有

2、3個：Key, Data，Mode其中Key為8個字節(jié)共64 位，是DES算法 的工作密鑰；Data也為8個字節(jié)64位，是要被加密或解密的 數(shù)據(jù)：Mode為DES的工作方式，有兩種：加密或解密。DES算法的工作過程：若 Mode為加密，則用Key對數(shù)據(jù)Data進行加密，生 成Data的密碼形式（64位）作為DESK輸出結(jié)果；若Mode為解密，則用Key 對密碼形式的數(shù)據(jù)Data解密，還 原為Data的明碼形式（64位）作為DES的輸 出結(jié)果。DES算法詳述DES算法把64位的明文輸入塊變?yōu)?4位的密文輸出塊，他所使用的密鑰也 是64位，DES對64位的明文分組進行操作。通過一個初始置換，將明文

3、分組分 成左半部分和右半部分， 各 32位長。 然后進行 16輪相同的運算， 這些相同的運 算被稱為函數(shù)f,在運算過程中數(shù)據(jù)和密鑰相結(jié)合。經(jīng)過 16輪運算后左、右部 分在一起經(jīng)過一個置換（初始置換的逆置換） ，這樣算法就完成了。（ 1 ）初始置換其功能是把輸入的64位數(shù)據(jù)塊按位重新組合，并把輸出分為L0,R0兩部分, 每部分各長 32 位，即將輸入的第 58 位換到第 1 位，第 50位換到第 2位， ,，依次類推，最后 一位是原來的第7位，L0，R0則是換位輸出后的兩部分，L0是輸出的左32 位, R0是右32位。（ 2）逆置換經(jīng)過16次迭代運算后，得到L16, R16,將此作為輸入進行逆置

4、換，即得到 密文輸出。逆置換正好是初始置換的逆運算。例如，第 1 位經(jīng)過初始置換后，處 于第 40 位，而通過逆置 換，又將第 40 位換回到第 1 位。（3）函數(shù) f（Ri,Ki） 的計算“擴展置換”是將32位放大成48位，“ P盒置換”是32位到32位換位， 在（ Ri,Ki ）算法描述圖中，選擇函數(shù)功能是把 6 b 數(shù)據(jù)變?yōu)?4 b 數(shù)據(jù)。（4）子密鑰 Ki（48 b） 的生成算法開始，由于不考慮每個字節(jié)的第 8位，DES的密鑰從64位變?yōu)?8位，如表 6 所示，首先 56 位 密鑰被分成兩個部分，每部分 28 位，然后根據(jù)輪數(shù)，兩部 分分別循環(huán)左移 l 或 2 位。DES算法規(guī)定，其中

5、第8，16，,， 64位是奇偶校驗位，不參與 DES運算。 故Key實際可用 位數(shù)只有56位。即：經(jīng)過密鑰置換表的變換后，Key的位數(shù)由 64位變成了 56位，此56位分為C 0，D0兩部分，各28位，然后分別進行第一 次循環(huán)左移，得到C1, D1,將C1（28位），D1（28位）合并得到56位，再經(jīng)過壓 縮置換，從而便得到了密鑰 K0（48 位）。依次類推，便可得到 K1， K 2， , ， K15。 需要注意的是， 16次循環(huán)左移對應(yīng)的左移位數(shù)要依據(jù)表 7所示的規(guī)則進行。以上介紹了 DES算法的加密過程。DES算法的解密過程是一樣的，區(qū)別僅在 于第一次迭代時用子密鑰 K15,第二次是K14

6、,，最后一次用 K0,算法本身并 沒有任何變化。五、實驗目的：目的：實現(xiàn)DES算法算法并掌握其原理。六、實驗內(nèi)容：a）熟悉DES算法的基本原理；b）依據(jù)所算則的算法，編程實現(xiàn)該該算法；c）執(zhí)行程序并分析結(jié)果；七、實驗器材（設(shè)備、元器件） ：PC微機一臺八、實驗步驟：a）選擇并熟悉一種密碼算法。b）編寫概要設(shè)計，詳細設(shè)計報告c）使用 visual c+ 工具，編碼 .d）調(diào)試及測試九、實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析:明文差一位，密鑰相同，比較密文差異密鑰 12345678明文 12345678密文 96D0028878D58C89明文 12345679密文 4112EF16D979F608key： 1234

7、5679R：Q011006109110010QB1100110B110160001101010011011BGOllQl11BB111001Fest 8； 12345678binary R:0011006168110010061100110011610000110101001101106011011108111000 iphertext in bin：1001011011010Q00Q0Q01109100001111090110101011000113010001001iphertext In Hex:96D0028e?8D58C89f tei decii/pt:12345678ILE TES

8、T：h OK*Pe 0K*taeu： 1234S679inary R：0116001Q011001O0B11U0丄 10011.0:1.0000110101001.1.眄1100011.011.100:111.00:1 est 8 bytes: 12345679inaru R：011B0B10011001S0B110011S01101B00S110101001101100011011100111001 ipherltext in bin:010BQ0S1001B010111911110001S11Q1101100101111B011111011000001000 iphertext in Hex：4112EF16D979F6B8fter decrypt:12345679ILE TESI：n OK*De 0K*_test.txt :明文 12345678testrtKt - 記言本文件舊幕輯（日梧弍6 婪看El藉誌H12345678test2.txt :密鑰 12345679-記事文件舊銅莎TS式0琶看(V)耕助(H)123456791程序執(zhí)行成功后test3.txt :密鑰 12345678tt3.txt -遲事本文件(刁 歸面-格式 se(v)快麗j I 12345678十、實驗結(jié)論：如圖所示，DES算法正