文章目录DES加密算法具体步骤算法背景算法说明算法流程图初始置换IP子密钥生成PC_1表置换2.16个块C~n~和D~n~3 .得到16个子密钥的k循环函数f函数1
DES加密算法的具体步骤算法背景
DES都称为数据加密标准，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的分块算法。 1977年被美国联邦政府国家标准局确定为联邦数据处理标准(FIPS )，获准用于非机密级政府通信，此后在国际上广泛普及。 请注意，在某些文献中，作为算法的DES称为数据加密算法(Data Encryption Algorithm，DEA )，它与作为标准的DES相区别。 但是，由于发现DES非常容易受到强力攻击，因此DES的普及度略有下降。
算法描述DES算法的明文分组长度为64比特，密钥长度也为64比特，但是实际的密钥长度只有56比特，其中第8、16、24、32、40、48、56、64比特是奇偶校验位，密钥的生成
本算法流程图的原始文档赋予的算法流程图如下。
简化流程图：
图片请点击这里~
初始置换IP使用初始置换IP(initialpermutation )进行置换明文x的处理，打乱原来的顺序，得到顺序混乱的64比特的明文组。
3359 en.Wikipedia.org/wiki/des _ supplementary _ material
IP Table:
IP表的意思为：将X中的58位数据放在转换后生成的X’表的第1位，X中的第50位放在X’的第2位，X中的42位放在第3位…X中的第7位放在X’的最后一位。
例如，初始的x是0101001101100100101001100110010011001100110010010010001000100100100100010001
如果用初始替换IP表进行替换，则为10111100101001001100100100110011001100000011111111111100000000000000000000000001。
进行IP置换后，将x分为左右两部分，左边标记为L0，右边标记为R0:
l0=1011110010010011011011001001001001001001100111
r0=000000001111010000000000000000000001
然后进入圈函数。
子密钥生成为DES，加密者输入的明文和密钥均为64比特，其中只有56比特是有效的比特数(因为奇偶校验比特为8比特)。 但是，由于DES加密过程具有16个循环的循环函数，其中需要16个密钥，因此将扩展该56位密钥以生成16个48位子密钥。 步骤如下。
用PC_1表替换
PC_1置换的主要步骤和初始IP置换一样，PC_1置换的目的是为了去掉64 bit密钥k中的8个奇偶校验位，并对其余56位打乱排列。置换完成后，同样将密钥分成左右两部分各28 bit，左边为C0, 右边为D0。
例如，原始密钥： k=0001001100100100101010101010110110110110110110110011001110011111111111111111001
PC_1置换后： k=1110011001001010101101101101101010101100110011001100110011001110011100110011111100111001110111111000011110111111110111111111111111111111111111111111111111111111
分为左右两个部分C0和D0 :
c0=111100001100110010101010101010101010111
d0=010101011001100110011001100011000000110000110001111
2 .创建16个块Cn和Dn，对于1=n=16，第n次分别将Cn-1和Dn-1循环左移。 移位的位数为1位或2位，取决于n的值，n=1、2、9、16时向左移位1位，其他向左移位2位。 因此，表如下。
用n12345678910111213141516左移位数1122222212222221进行移位后，由C1得到C16，D1得到D16。
3 .获得16个子密钥k
Kn=PC_2(CnDn )，PC_2是固定替换，用于从CnDn中选择48位作为子密钥kn。 CnDn表示从左到右将dn排在cn之后，CnDn的长度为56 bit。
现在将生成所有子密钥并进入循环函数。
循环函数将替换IP的明文重复16次，每个循环使用以前计算的16个48位密钥之一。
函数f
加密函数f是整个DES算法的核心。 如上图所示，函数f将长度为32的比特串a=r (32比特)作为第1输入，将长度为48的比特串自变量j=k )作为48比特)
作为第2个输入，产生的输出是长度为32的比特串。 1. 位选择函数E对第一个变元A，由给定的选择扩展函数可以将其扩展为48 比特串E(A)。
2. S盒代换将 E(A) 和 K 进行异或操作后，把比特串分为8组，一组 6 bit，分别对每一组进行S盒代换。经过S盒，每一组由 6 bit 缩减为 4 bit。
S盒的行号从0到3，列号从0到15。
代换的过程如下，例如需要代换的第一组数据输入为011001，则第一位0和最后一位1组合成的01即为行号，中间的1101为列号，第一组数据对应S1，01转化成10进制为1，1101转化成10进制为13，因此S1中的第1行第13列就为对应的输出，查表得5，转化成2进制为0101。因此0101就为最终的4位输出。
P为固定置换，将经过S盒变换得到的32 bit进行一个置换操作。
至此，得到F函数的最终输出。
轮函数步骤令+表示XOR加法 (模2诸位加法) ，对于第n轮有：
进行16轮，得到R16和L16。
逆初始置换IP-1轮函数最后一步的左边32 bit和右边32 bit合成64 bit，再进行逆初始置换，得到最终密文。
IP-1 Table:
DES解密DES的解密过程与加密过程相同，只不过在16次迭代中使用子密钥的次序正好相反。解密时，第1次迭代使用子密钥K16，第2次使用子密钥K15，以此类推…，第16次使用子密钥K1。
三重DESDES的密钥长度被证明已经不能满足当前安全的要求，为了增强DES安全性，人们开始提出针对DES的各种改进方案，一种简单的方法就是使用多重DES，其中三重DES应用最广泛。三重DES就是使用3次DES运算，密钥长度增加到112 bit或168 bit，可以有效克服DES面临的穷举攻击，但实现速度更慢。因此，三重DES只是在DES变得不安全的情况下一种临时解决方案。