des加密解密算法詳解及源碼分享

　　DES全稱為Data Encryption Standard，即數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，是一種使用密鑰加密的塊算法，1977年被美國(guó)聯(lián)邦政府的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局確定為聯(lián)邦資料處理標(biāo)準(zhǔn)（FIPS），并授權(quán)在非密級(jí)政府通信中使用，隨后該算法在國(guó)際上廣泛流傳開(kāi)來(lái)。需要注意的是，在某些文獻(xiàn)中，作為算法的DES稱為數(shù)據(jù)加密算法（Data Encryption Algorithm，DEA），已與作為標(biāo)準(zhǔn)的DES區(qū)分開(kāi)來(lái)。

? ? ?DES算法

　　DES算法的入口參數(shù)有三個(gè)：Key、Data、Mode。其中Key為7個(gè)字節(jié)共56位，是DES算法的工作密鑰；Data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。

　　DES加密算法詳解

　　DES算法的入口參數(shù)有三個(gè)：

　　Key， Data， Mode

　　Key 為64bit密鑰， Data為64bit數(shù)據(jù)，Mode為加密還是解密。

　　DES算法的過(guò)程：

　　1. 對(duì)輸入的密鑰進(jìn)行變換。

　　用戶的64bit密鑰，其中第8， 16， 24， 32， 40， 48， 56， 64位是校驗(yàn)位， 使得每個(gè)密鑰都有奇數(shù)個(gè)1。所以密鑰事實(shí)上是56位。對(duì)這56位密鑰進(jìn)行如下表的換位。

　　57， 49， 41， 33， 25， 17， 9， 1， 58， 50， 42， 34， 26， 18， 10， 2， 59， 51， 43， 35， 27， 19， 11， 3， 60， 52， 44， 36，

　　63， 55， 47， 39， 31， 23， 15， 7， 62， 54， 46， 38， 30， 22， 14， 6， 61， 53， 45， 37， 29， 21， 13， 5， 28， 20， 12， 4，

　　表的意思是第57位移到第1位，第49位移到第2位，。。。。。。 以此類推。變換后得到56bit數(shù)據(jù)，將它分成兩部分，C［0］［28］， D［0］［28］。

　　2. 計(jì)算16個(gè)子密鑰，計(jì)算方法C［i］［28］ D［i］［28］為對(duì)前一個(gè)C［i-1］［28］， D［i-1］［28］做循環(huán)左移操作。16次的左移位數(shù)如下表：

　　1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10， 11， 12， 13， 14， 15， 16 （第i次）

　　1， 1， 2， 2， 2， 2， 2， 2， 1， 2， 2， 2， 2， 2， 2， 1 （左移位數(shù)）

　　3. 串聯(lián)計(jì)算出來(lái)的C［i］［28］ D［i］［28］ 得到56位，然后對(duì)它進(jìn)行如下變換得到48位子密鑰K［i］［48］

　　14， 17， 11， 24， 1， 5， 3， 28， 15， 6， 21， 10， 23， 19， 12， 4， 26， 8， 16， 7， 27， 20， 13， 2，

　　41， 52， 31， 37， 47， 55， 30， 40， 51， 45， 33， 48， 44， 49， 39， 56， 34， 53， 46， 42， 50， 36， 29， 32，

　　表的意思是第14位移到第1位，第17位移到第2位，以此類推。在此過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)第9，18，22，25， 35，38，43，54位丟棄。

　　4. 對(duì)64bit的明文輸入進(jìn)行換位變換。換位表如下：

　　58， 50， 12， 34， 26， 18， 10， 2， 60， 52， 44， 36， 28， 20， 12， 4，

　　62， 54， 46， 38， 30， 22， 14， 6， 64， 56， 48， 40， 32， 24， 16， 8，

　　57， 49， 41， 33， 25， 17， 9， 1， 59， 51， 43， 35， 27， 19， 11， 3，

　　61， 53， 45， 37， 29， 21， 13， 5， 63， 55， 47， 39， 31， 23， 15， 7

　　表的意思就是第一次變換時(shí)，第58位移到第1位，第50位移到第2位，。。。。。。 依此類推。得到64位數(shù)據(jù)，將這數(shù)據(jù)前后分成兩塊L［0］［32］， R［0］［32］。

　　5. 加密過(guò)程，對(duì)R［i］［32］進(jìn)行擴(kuò)展變換成48位數(shù)，方法如下， 記為E（R［i］［32］）

　　32， 1， 2， 3， 4， 5，

　　4， 5， 6， 7， 8， 9，

　　8， 9， 10， 11， 12， 13，

　　12， 13， 14， 15， 16， 17，

　　16， 17， 18， 19， 20， 21，

　　20， 21， 22， 23， 24， 25，

　　24， 25， 26， 27， 28， 29，

　　28， 29， 30， 31， 32， 1，

　　6. 將E（R［i］［32］）與K［i］［48］作異或運(yùn)算，得到48位數(shù)，將48位數(shù)順序分成8份，6位一份，B［8］［6］。

　　7. 使用S［i］替換B［i］［6］。過(guò)程如下： 取出B［i］［6］的第1位和第6位連成一個(gè)2位數(shù)m， m就是S［i］中對(duì)應(yīng)的行數(shù)（0-3），取出B［i］［6］的第2到第5位連成一個(gè)4位數(shù)n（0-15），n就是S［i］中對(duì)應(yīng)的列數(shù)，用S［i］［m］［n］代替B［i］［6］。S是4行16列的對(duì)應(yīng)表，里面是4位的數(shù)，一共有8個(gè)S，定義如下：

　　S［1］：

　　14，4，13，1，2，15，11，8，3，10，6，12，5，9，0，7，

　　0，15，7，4，14，2，13，1，10，6，12，11，9，5，3，8，

　　4，1，14，8，13，6，2，11，15，12，9，7，3，10，5，0，

　　15，12，8，2，4，9，1，7，5，11，3，14，10，0，6，13，

　　S［2］：

　　15，1，8，14，6，11，3，4，9，7，2，13，12，0，5，10，

　　3，13，4，7，15，2，8，14，12，0，1，10，6，9，11，5，

　　0，14，7，11，10，4，13，1，5，8，12，6，9，3，2，15，

　　13，8，10，1，3，15，4，2，11，6，7，12，0，5，14，9，

　　S［3］：

　　10，0，9，14，6，3，15，5，1，13，12，7，11，4，2，8，

　　13，7，0，9，3，4，6，10，2，8，5，14，12，11，15，1，

　　13，6，4，9，8，15，3，0，11，1，2，12，5，10，14，7，

　　1，10，13，0，6，9，8，7，4，15，14，3，11，5，2，12，

　　S［4］：

　　7，13，14，3，0，6，9，10，1，2，8，5，11，12，4，15，

　　13，8，11，5，6，15，0，3，4，7，2，12，1，10，14，9，

　　10，6，9，0，12，11，7，13，15，1，3，14，5，2，8，4，

　　3，15，0，6，10，1，13，8，9，4，5，11，12，7，2，14，

　　S［5］：

　　2，12，4，1，7，10，11，6，8，5，3，15，13，0，14，9，

　　14，11，2，12，4，7，13，1，5，0，15，10，3，9，8，6，

　　4，2，1，11，10，13，7，8，15，9，12，5，6，3，0，14，

　　11，8，12，7，1，14，2，13，6，15，0，9，10，4，5，3，

　　S［6］：

　　12，1，10，15，9，2，6，8，0，13，3，4，14，7，5，11，

　　10，15，4，2，7，12，9，5，6，1，13，14，0，11，3，8，

　　9，14，15，5，2，8，12，3，7，0，4，10，1，13，11，6，

　　4，3，2，12，9，5，15，10，11，14，1，7，6，0，8，13，

　　S［7］：

　　4，11，2，14，15，0，8，13，3，12，9，7，5，10，6，1，

　　13，0，11，7，4，9，1，10，14，3，5，12，2，15，8，6，

　　1，4，11，13，12，3，7，14，10，15，6，8，0，5，9，2，

　　6，11，13，8，1，4，10，7，9，5，0，15，14，2，3，12，

　　S［8］：

　　13，2，8，4，6，15，11，1，10，9，3，14，5，0，12，7，

　　1，15，13，8，10，3，7，4，12，5，6，11，0，14，9，2，

　　7，11，4，1，9，12，14，2，0，6，10，13，15，3，5，8，

　　2，1，14，7，4，10，8，13，15，12，9，0，3，5，6，11，

　　8. 將從B［i］［6］經(jīng)過(guò)S得到的8個(gè)4位數(shù)連起來(lái)得到32位數(shù)。對(duì)這個(gè)數(shù)進(jìn)行如下變換：

　　16，7，20，21，29，12，28，17， 1，15，23，26， 5，18，31，10，

　　2，8，24，14，32，27， 3， 9，19，13，30， 6，22，11， 4，25，

　　得到的結(jié)果與L［i］［32］作異或運(yùn)算，把結(jié)果賦給R［i］［32］。

　　9. 把R［i-1］［32］的值賦給L［i］，從5開(kāi)始循環(huán)。直到K［16］［48］結(jié)束。

　　10. 將最后的L，R合并成64位，然后進(jìn)行如下轉(zhuǎn)化得到最后的結(jié)果。這是對(duì)第4步的一個(gè)逆變化。

　　40， 8， 48， 16， 56， 24， 64， 32，

　　39， 7， 47， 15， 55， 23， 63， 31，

　　38， 6， 46， 14， 54， 22， 62， 30，

　　37， 5， 45， 13， 53， 21， 61， 29，

　　36， 4， 44， 12， 52， 20， 60， 28，

　　35， 3， 43， 11， 51， 19， 59， 27，

　　34， 2， 42， 10， 50， 18， 58， 26，

　　33， 1， 41， 9， 49， 17， 57， 25

　　以上是Des的加密過(guò)程，解密過(guò)程同樣，只需要把16個(gè)子密鑰K［i］［48］的順序顛倒過(guò)來(lái)就行了。