Feistal框架是DES的主體，DES是在其基礎上搞出來的具體應用，
關于Feistal框架部分不再贅述，了解的可跳過，不了解的跳轉↓做好預習
https://blog.csdn.net/weixin_43289702/article/details/108913996
本文包括：DES結構，輪函式的計算，子密鑰產生，和它們的原理，
.
.
一、DES結構
DES特點
- 不求可逆
- 非線性
- 擴散性
- 混亂性
- 雪崩
- 位獨立
不墨跡了，直接看F和密鑰的細節，
.
.
.
二、輪函式F
結構如圖
具體步驟
1、64位的明文分組，拆成32位的左右兩部分，Li=Ri-1不做變動；Ri-1進入輪函式F，準備經過運算后生成Ri，
2、E-box擴展：從32位擴展至48位，填充方法如圖，將原文每4個位一行排列，比如第二行5 6 7 8，那么在5前面填充第4位，在8后面填充第9位，
3、已經擴充到48位，下一步就拿它們跟48位的密鑰XOR（下面會說48位的密鑰怎么來的），
4、S-box：把48位長度的資料變回32位，一個S盒負責將6位資料變成4位，所以48/6=8，我們一共需要8個S盒，
S盒是安全的關鍵，唯一的非線性部分，
- 8個S盒的作業原理是一樣的，這里以S2盒為例：第7位和第12位作為Outer bits輸入，第8位—第11位作為middle 4 bits of input輸入，最終產生4位資料，即是輸出資料的第5位—第8位，
- 那么 S盒是怎么把6位資料變成4位的呢？很簡單，查表，下圖是S5盒的表
【補充】每個S盒的表格，都是固定的，并非使用時隨機生成，或開發人員隨便填寫，細心對比可以發現，輸入中任1位元的變化，都會最少引起輸出中2位元的變化，
（其實這是當年美國IBM公司的大佬精心設計的，目的為了提高擴散性和混亂性，不過美國并未公布具體的設計原理，只告訴了大家成果）
對其余S盒有興趣的可以去查 百度百科詞條_S盒，
5、P-box：再將32位元的資料置換，此處是為了再次加強擴散性，
P盒的特點：
- 各輸出塊的4個位元必須來自不同輸入塊
- 各輸入塊的4個位元必須分配到不同的輸出塊
- 第n個輸出塊中不能包含第n個輸入塊的資料
6、輸出，一次迭代中的輪函式至此結束，
.
.
.
.
三、子密鑰
密鑰表面上有64位元，實際只有56位元，后面8位元是校驗和，如圖
1、初試密鑰經過第一次置換，拆成C、D左右兩部分（各自28位元），
2、C、D分別獨立的進行第一次回圈左移，
3、將2的結果組合（56位元），進行第二次置換（48位元）
4、輸出K1（48位元）
5、繼續進行2，3步驟
6、輸出K2
… …
7、輸出K16
C和D每次回圈左移 要移多少位呢？還是查表 ╮(╯▽╰)╭
.
.
后話
差分分析是第一個公開的能對 DES 在小于 255復雜度情況下攻擊成功的方法，它表明，若有 247個選擇明文，用差分分析就可以在 247次加密運算內成功攻擊 DES，盡
盡管差分分析是一個強有力的密碼攻擊方法，但它對 DES 并不十分奏效，
另一個密碼分析方法是線性分析，這種方法只需知道 243 個明文就可以找出 DES 的密鑰，而用差分分析則需知道 247 個選擇明文，盡管獲取明文比獲取選擇明文容易得多，但是這只是一個小的改進，線性密碼分析對于攻擊 DES 還是不可行的，
.
.
全文結束，加密程序的重中之重是S盒，
最后附上DES完整流程圖，
.
.
.
.
部分圖片素材截取自網上資訊安全課程的PPT，感謝任教老師，自己做了適當調整，如有錯誤和不足，歡迎指出，
.
.
考研階段，邊學邊寫邊復習，編輯器用的不熟
.
.
.
.
.
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/163690.html
標籤：其他