信息安全论文密码学对称密码体制DES.doc

数据加密标准DES 刘莉莉 (济宁医学院 日照校区 276800 学号：) 摘 要：本文主要介绍密码学对称密码体制，主要介绍数据加密标准DES。 关键词：密码学；对称密码体制；DES 中图分类号：TN918.4 文献标识码：A Data Encryption Standardard Liulili① ①(Jining Medical University, Rizhao,278600, China) Abstract: This paper mainly introduces the cryptography and symmetric cryptography, introduces the data encryption standard 。 Key words: Cryptography ；Symmetric cryptosystem ；DES 引言 密码学是关于加密和解密变换的一门科学，是保护数据和信息的有力武器。密码技术在古代就有很广泛的应用，如狼烟信息数等；密码通信的历史极为久远，其起源可以追溯到几千年前的埃及、巴比伦、古罗马和古希腊。密码学发展分为三个阶段：1949年之前密码学是一门艺术，1949～1975年密码学成为科学，一直到20世纪中期都才逐渐形成密码学的理论基础。随着计算机技术的快速发展，密码技术正在不断向更多其他领域渗透，应用越来越广。密码学是集数学、计算机科学、电子与通信等诸多科学于一身的交叉学科。 密码体制根据密钥的使用方式不同，可分为对称密码体制和非对称密码体制。对称密码体制是传统常用的算法，最广泛使用的是DES算法。 2 对称密码体制 所谓对称密码体制就是用于加密数据的密钥和用于解密数据的密钥相同，或者二者之间存在着某种明确的数学关系。绝大多数的对称加密算法加密密钥和解密密钥都是相同的。对称加密算法要求通信双方在建立安全通信之前，约定好所使用的密钥。对于好的加密算法，其安全性完全决定于密钥的安全，算法本身是可以公开的，因此一旦密钥泄露就等于泄露了被加密的信息。 对称密码体制的加密和解密表示为 加密：Ek（M）=C。 解密：Dk（C）=M，其中K是密钥。 对称密码体制分为两类。一次只对明文中的单个位或字节加密称为序列密码或流密码。另一类对称密码是对明文的一组位进行加密，这些位组称为分组（block），这种方式叫做分组密码。 3 分组密码 分组密码是将固定长度的二进制输入串变成固定长度的二进制输出串的算法，香农（Shannon）提出设计分组加密的组合密码系统观念。为了便于实现，实际应用中常常将简单且容易实现的密码系统综合组合成比较复杂、密钥量大的密码系统。最简单的分组密码一般采用乘积组合方法。为了抗击统计分析破译法，香农建议采用扩散和混淆法。所谓扩散是指密钥和明文的任何一位改变都会影响密文的许多位。混淆是指密文的统计特性和密钥之间的依赖关系尽量随机化，使得密码设计时采用的基本技术，也成为现代分组密码设计的基础。 随着计算机密码学发展史上第一个里程碑的算法DES的出现，人们对分组密码展开了深入的研究和讨论，现已有大量的分组密码，例如DES的各种变形、SAFEER系列算法、RC系列算法FEAL系列算法、Skipjack算法、PEDOC系列算法、CAST系列算法以及Blowfish，GOST，MISTY，AES及NESSIE候选算法等。同时分组密码的分析技术也得到了空前发展。 4 DES算法 DES算法为密码体制中的对称密码体制，又被成为美国数据加密标准，是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制加密算法。其密钥长度为56位，明文按64位进行分组，将分组后的明文组和56位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。 　　DES加密算法特点：分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。 　　DES工作的基本原理是，其入口参数有三个:key、data、mode。 key为加密解密使用的密钥，data为加密解密的数据，mode为其工作模式。当模式为加密模式时，明文按照64位进行分组，形成明文组，key用于对数据加密，当模式为解密模式时，key用于对数据解密。实际运用中，密钥只用到了64位中的56位，这样才具有高的安全性。DES( Data Encryption Standard)算法，于1977年得到美国政府的正式许可，是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。虽然56位密钥的DES算法已经风光不在,而且常有用Des加密的明文被破译的报道,但是了解一下昔日美国的标准加密算法总是有益的,而且目前DES算法得到了广泛的应用,在某些场合,仍然发挥着余热。 DES的基本工作原理： 1.加密前先将明文分成64比特的分组，然后将64比特二进制输入到密码器中，密码器对输入的64