如何实现DES算法

cc9007

[CENTER]原文：Matthew      Fischer[/CENTER]
            [CENTER]翻译：小榕软件实验室[/CENTER]
            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。DES算法以被应用于许多需要安全加密的场合。（如：UNIX的密码算法就是以DES算法为基础的）。下面是关于如何实现DES算法的语言性描述，如果您要其源代码，可以到Http//Assassin.yeah.net下载，后者您有任何问题也可以写信给我（[email protected]）。
          1-1、变换密钥
        取得64位的密钥，每个第8位作为奇偶校验位。
        1-2、变换密钥。
        1-2-1、舍弃64位密钥中的奇偶校验位，根据下表（PC-1）进行密钥变换得到56位的密钥，在变换中，奇偶校验位以被舍弃。
      [CENTER]Permuted      Choice 1 (PC-1)[/CENTER]
            [CENTER]57      49 41 33 25 17 9[/CENTER]
            [CENTER]1 58      50 42 34 26 18[/CENTER]
            [CENTER]10 2      59 51 43 35 27[/CENTER]
            [CENTER]19      11 3 60 52 44 36[/CENTER]
            [CENTER]63      55 47 39 31 23 15[/CENTER]
            [CENTER]7 62      54 46 38 30 22[/CENTER]
            [CENTER]14 6      61 53 45 37 29[/CENTER]
            [CENTER]21      13 5 28 20 12 4[/CENTER]
            1-2-2、将变换后的密钥分为两个部分，开始的28位称为C[0]，最后的28位称为D[0]。
          1-2-3、生成16个子密钥，初始I=1。
          1-2-3-1、同时将C[I]、D[I]左移1位或2位，根据I值决定左移的位数。见下表
          [CENTER]I：           1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16[/CENTER]
            [CENTER]左移位数：           1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1[/CENTER]
            1-2-3-2、将C[I]D[I]作为一个整体按下表（PC-2）变换，得到48位的K[I]
        　
  [CENTER]Permuted      Choice 2 (PC-2)[/CENTER]
            [CENTER]14      17 11 24 1 5[/CENTER]
            [CENTER]3 28      15 6 21 10[/CENTER]
            [CENTER]23      19 12 4 26 8[/CENTER]
            [CENTER]16 7      27 20 13 2[/CENTER]
            [CENTER]41      52 31 37 47 55[/CENTER]
            [CENTER]30      40 51 45 33 48[/CENTER]
            [CENTER]44      49 39 56 34 53[/CENTER]
            [CENTER]46      42 50 36 29 32[/CENTER]
            1-2-3-3、从1-2-3-1处循环执行，直到K[16]被计算完成。
          　
        2、处理64位的数据
        2-1、取得64位的数据，如果数据长度不足64位，应该将其扩展为64位（例如补零）
        2-2、将64位数据按下表变换（IP）
        [CENTER]Initial      Permutation (IP)[/CENTER]
            [CENTER]58      50 42 34 26 18 10 2[/CENTER]
            [CENTER]60      52 44 36 28 20 12 4[/CENTER]
            [CENTER]62      54 46 38 30 22 14 6[/CENTER]
            [CENTER]64      56 48 40 32 24 16 8[/CENTER]
            [CENTER]57      49 41 33 25 17 9 1[/CENTER]
            [CENTER]59      51 43 35 27 19 11 3[/CENTER]
            [CENTER]61      53 45 37 29 21 13 5[/CENTER]
            [CENTER]63      55 47 39 31 23 15 7[/CENTER]
            2-3、将变换后的数据分为两部分，开始的32位称为L[0]，最后的32位称为R[0]。
          2-4、用16个子密钥加密数据，初始I=1。
          2-4-1、将32位的R[I-1]按下表（E）扩展为48位的E[I-1]
          [CENTER]Expansion      (E)[/CENTER]
            [CENTER]32 1      2 3 4 5[/CENTER]
            [CENTER]4 5      6 7 8 9[/CENTER]
            [CENTER]8 9      10 11 12 13[/CENTER]
            [CENTER]12      13 14 15 16 17[/CENTER]
            [CENTER]16      17 18 19 20 21[/CENTER]
            [CENTER]20      21 22 23 24 25[/CENTER]
            [CENTER]24      25 26 27 28 29[/CENTER]
            [CENTER]28      29 30 31 32 1[/CENTER]
            2-4-2、异或E[I-1]和K[I]，即E[I-1]      XOR K[I]
          2-4-3、将异或后的结果分为8个6位长的部分，第1位到第6位称为B[1]，第7位到第12位称为B[2]，依此类推，第43位到第48位称为B[8]。
        2-4-4、按S表变换所有的B[J]，初始J=1。所有在S表的值都被当作4位长度处理。
        2-4-4-1、将B[J]的第1位和第6位组合为一个2位长度的变量M，M作为在S[J]中的行号。
        2-4-4-2、将B[J]的第2位到第5位组合，作为一个4位长度的变量N，N作为在S[J]中的列号。
        2-4-4-3、用S[J][M][N]来取代B[J]。
        [CENTER]Substitution      Box 1 (S[1])[/CENTER]
            [CENTER]14 4      13 1 2 15 11 8 3 10 6 12 5 9 0 7[/CENTER]
            [CENTER]0 15      7 4 14 2 13 1 10 6 12 11 9 5 3 8[/CENTER]
            [CENTER]4 1      14 8 13 6 2 11 15 12 9 7 3 10 5 0[/CENTER]
            [CENTER]15      12 8 2 4 9 1 7 5 11 3 14 10 0 6 13[/CENTER]
            [CENTER]S[2][/CENTER]
            [CENTER]15 1      8 14 6 11 3 4 9 7 2 13 12 0 5 10[/CENTER]
            [CENTER]3 13      4 7 15 2 8 14 12 0 1 10 6 9 11 5[/CENTER]
            [CENTER]0 14      7 11 10 4 13 1 5 8 12 6 9 3 2 15[/CENTER]
            [CENTER]13 8      10 1 3 15 4 2 11 6 7 12 0 5 14 9[/CENTER]
            [CENTER]S[3][/CENTER]
            [CENTER]10 0      9 14 6 3 15 5 1 13 12 7 11 4 2 8[/CENTER]
            [CENTER]13 7      0 9 3 4 6 10 2 8 5 14 12 11 15 1[/CENTER]
            [CENTER]13 6      4 9 8 15 3 0 11 1 2 12 5 10 14 7[/CENTER]
            [CENTER]1 10      13 0 6 9 8 7 4 15 14 3 11 5 2 12[/CENTER]
            [CENTER]S[4][/CENTER]
            [CENTER]7 13      14 3 0 6 9 10 1 2 8 5 11 12 4 15[/CENTER]
            [CENTER]13 8      11 5 6 15 0 3 4 7 2 12 1 10 14 9[/CENTER]
            [CENTER]10 6      9 0 12 11 7 13 15 1 3 14 5 2 8 4[/CENTER]
            [CENTER]3 15      0 6 10 1 13 8 9 4 5 11 12 7 2 14[/CENTER]
            [CENTER]S[5][/CENTER]
            [CENTER]2 12      4 1 7 10 11 6 8 5 3 15 13 0 14 9[/CENTER]
            [CENTER]14      11 2 12 4 7 13 1 5 0 15 10 3 9 8 6[/CENTER]
            [CENTER]4 2      1 11 10 13 7 8 15 9 12 5 6 3 0 14[/CENTER]
            [CENTER]11 8      12 7 1 14 2 13 6 15 0 9 10 4 5 3[/CENTER]
            [CENTER]S[6][/CENTER]
            [CENTER]12 1      10 15 9 2 6 8 0 13 3 4 14 7 5 11[/CENTER]
            [CENTER]10      15 4 2 7 12 9 5 6 1 13 14 0 11 3 8[/CENTER]
            [CENTER]9 14      15 5 2 8 12 3 7 0 4 10 1 13 11 6[/CENTER]
            [CENTER]4 3      2 12 9 5 15 10 11 14 1 7 6 0 8 13[/CENTER]
            [CENTER]S[7][/CENTER]
            [CENTER]4 11      2 14 15 0 8 13 3 12 9 7 5 10 6 1[/CENTER]
            [CENTER]13 0      11 7 4 9 1 10 14 3 5 12 2 15 8 6[/CENTER]
            [CENTER]1 4      11 13 12 3 7 14 10 15 6 8 0 5 9 2[/CENTER]
            [CENTER]6 11      13 8 1 4 10 7 9 5 0 15 14 2 3 12[/CENTER]
            [CENTER]S[8][/CENTER]
            [CENTER]13 2      8 4 6 15 11 1 10 9 3 14 5 0 12 7[/CENTER]
            [CENTER]1 15      13 8 10 3 7 4 12 5 6 11 0 14 9 2[/CENTER]
            [CENTER]7 11      4 1 9 12 14 2 0 6 10 13 15 3 5 8[/CENTER]
            [CENTER]2 1      14 7 4 10 8 13 15 12 9 0 3 5 6 11[/CENTER]
            2-4-4-4、从2-4-4-1处循环执行，直到B[8]被替代完成。
          2-4-4-5、将B[1]到B[8]组合，按下表（P）变换，得到P。
          [CENTER]Permutation      P[/CENTER]
            [CENTER]16 7      20 21[/CENTER]
            [CENTER]29      12 28 17[/CENTER]
            [CENTER]1 15      23 26[/CENTER]
            [CENTER]5 18      31 10[/CENTER]
            [CENTER]2 8      24 14[/CENTER]
            [CENTER]32      27 3 9[/CENTER]
            [CENTER]19      13 30 6[/CENTER]
            [CENTER]22      11 4 25[/CENTER]
            2-4-6、异或P和L[I-1]结果放在R[I]，即R[I]=P      XOR L[I-1]。
            2-4-7、L[I]=R[I-1]
          2-4-8、从2-4-1处开始循环执行，直到K[16]被变换完成。
          2-4-5、组合变换后的R[16]L[16]（注意：R作为开始的32位），按下表（IP-1）变换得到最后的结果。
          [CENTER]Final      Permutation (IP**-1)[/CENTER]
            [CENTER]40 8      48 16 56 24 64 32[/CENTER]
            [CENTER]39 7      47 15 55 23 63 31[/CENTER]
            [CENTER]38 6      46 14 54 22 62 30[/CENTER]
            [CENTER]37 5      45 13 53 21 61 29[/CENTER]
            [CENTER]36 4      44 12 52 20 60 28[/CENTER]
            [CENTER]35 3      43 11 51 19 59 27[/CENTER]
            [CENTER]34 2      42 10 50 18 58 26[/CENTER]
            [CENTER]33 1      41 9 49 17 57 25[/CENTER]
            以上就是DES算法的描述。