DES算法实现与解析

"本文档详细介绍了如何实现DES（Data Encryption Standard）算法的程序，包括了密钥生成、初始化置换、加密函数以及解密的过程，并提到了实验环境和实验步骤。" DES算法是一种经典的块密码算法，它使用了固定的64位（其中8位为奇偶校验位，不参与加密）的明文块和64位的密钥，通过一系列复杂的运算产生64位的密文。在程序实现中，主要涉及以下几个关键步骤： 1. **密钥生成**：首先，根据给定的64位密钥，去除8个奇偶校验位，然后通过PC1置换选择，将剩余的56位分为C0和D0两部分，分别进行循环左移位操作，根据特定的循环次数。最后，应用PC2置换，从CnDn组合中选取48位子密钥Ki，共生成16个子密钥。 2. **初始化置换IP**：对64位明文进行IP置换，将其分割成L0（左32位）和R0（右32位），这是加密的起始状态。 3. **加密函数f**：这是DES的核心部分。首先，Ri（当前轮的R）经过E扩展操作变成48位，然后与子密钥Ki进行异或操作。接下来，异或结果通过8个S盒进行非线性转换，每个S盒将6位输入转化为4位输出。最后，经过P置换，将8个S盒的输出组合成32位的f(Ri-1, Ki)。 4. **产生DES的下一个L、R**：在每一轮中，L值由上一轮的R值决定，R值由L值和f(Ri-1, Ki)异或得到。此过程重复15次，第16轮时，R16直接用L15异或f(R15, K16)得到。 5. **逆初始置换IP-1**：最后，R16和L16经过逆IP置换，形成最终的64位密文C。 6. **解密**：解密过程与加密类似，但子密钥的顺序是相反的。也就是说，如果加密时的子密钥顺序是K1至K16，解密时则使用K16至K1。 实验环境中使用了VC6.0作为编程工具，实现过程中需要编写相应的代码来执行上述步骤。实验步骤详细描述了每个操作的逻辑和具体的置换表，提供了理解并实现DES算法的基础。 在实际编程中，还需要考虑字节组和位组的转换，以及可能的边界条件处理。解密部分的代码也需要按照加密的逆过程编写，确保密文可以通过相同的算法还原回原始明文。