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DES算法介绍

2019年5月22日 / 19次阅读
加密解密

DES全称为Data Encryption Standard,即数据加密标准,是一种使用密钥加密的块算法。1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准(FIPS),并授权在非密级政府通信中使用,随后该算法在国际上广泛流传开来。需要注意的是,在某些文献中,作为算法的DES称为数据加密算法(Data Encryption Algorithm,DEA),已与作为标准的DES区分开来。

DES算法的入口参数有三个:Key、Data、Mode。

其中Key为7个字节共56位,是DES算法的工作密钥(对称的);Data为8个字节64位,是要被加密或被解密的数据(DES算法加密解密的数据块大小,如果待加密数据不是64位的倍数,会有某种填充规则);Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密。

DES设计中使用了分组密码设计的两个原则:混淆(confusion)和扩散(diffusion),其目的是抗击敌手对密码系统的统计分析。混淆是使密文的统计特性与密钥的取值之间的关系尽可能复杂化,以使密钥和明文以及密文之间的依赖性对密码分析者来说是无法利用的。扩散的作用就是将每一位明文的影响尽可能迅速地作用到较多的输出密文位中,以便在大量的密文中消除明文的统计结构,并且使每一位密钥的影响尽可能迅速地扩展到较多的密文位中,以防对密钥进行逐段破译。

3DES(即Triple DES)是DES向AES过渡的加密算法(因为DES已被攻破),它使用3条56位的密钥对数据进行三次加密,是DES的一个更安全的变形。它以DES为基本模块,通过组合分组方法设计出分组加密算法。比起最初的DES,3DES更为安全。

DES加密流程

DES加密流程

DES---研究过加密的朋友十分熟悉,老牌的加密方法了。

这是一个可逆的对称加密算法,也是应用最广泛的密钥系统。好像是从1977年美国政府开始采用的。大家都看过U-571吧,DES的思路就是参照二战时期盟军缴获的德军恩格玛加密机,不过DES比那个要NB的多多了。到现在为止,除了差分分析法和线性分析法外只有暴力穷举法了。前两种方法不是密码学家或数学家都不懂呵,不过穷举DES,以现有我们大家都可以掌握的技术手段,恐怕没个几百上千年下不来呵。不过,咱们破解不了,不能说明就没人或没有设备破解不了。正因为如此,所以才衍生出了3重DES加密。常规的DES密钥是64位的(实际上有8位是校验用,密钥只有56位),而3DES是128位(当然有16位也是校验用)。增加密钥长度并增加运算量来防止破解,并在后来的AES出来之前确定为过度方案。不过现在即便有了AES,3DES也没少用,它依然很NB。

在应用方面,尽管DES在安全上是脆弱的,但由于快速DES芯片的大量生产,使得DES仍能暂时继续使用,为提高安全强度,通常使用独立密钥的三级DES。但是DES迟早要被AES代替。

本文链接:https://www.maixj.net/ict/des-21483

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