DES加密解密结果为何不一致
2024-05-15 04:35
1. DES加密解密结果为何不一致
这个问题主要涉及编码、输入格式、输出格式、加密模式这几个方面的问题，还有一些细节问题比如空格与回车。 首先是编码问题，在线的编码格式一般默认是UTF-8，因此如果网页编码不是UTF-8，则会导致加密的结果不一样。因为DES算法本质上是对二进制内容进行加密，同样的文字经过不同的编码映射成的二进制内容并不相同。 其次，是输入格式问题。一般在网页的输入是文本格式（Plain Text），但是许多教程为了方便理解，写的输入格式是16进制，比如 DES算法实例讲解 这篇文章里面主要用的是16进制格式作为讲解，对于许多在线工具，明文和密钥输入用的是文本格式。因此，在输入的时候一定要注意区分。 然后，是输出格式的问题。有些在线加密工具输出会自动进行Base64编码，这样结果和直接加密的结果完全不同。DES加密的密文是16进制格式的，无法一一对应成ASCII码。密文要么以16进制输出，要么输出一堆乱码，而Base64能将一个较长的16进制数组编码为一个字符串，方便处理。 最后，是加密模式的问题。DES本身采用的是ECB（电子密码本）模式，即将加密的数据分成若干组，每组的大小跟加密密钥长度相同，这样密文输出完全由明文和密钥决定。为了进一步加强安全性，有许多安全性扩展，就诞生了别的加密模式，比如加密块链模式CBC、加密反馈模式CFB等等。不同的模式加密结果也会完全不同。 在附带一点细节问题，即空格与回车的问题。尤其是在字符串处理的时候，有些字符串会带回车换行（0x0D 0x0A）,这会造成最后一个64位字符块加密有些许差别。还有一些文本框自动（trigger）去除空格，就导致文本中的空格没有被计算在内，导致加密不同。
2. 关于DES加密算法
数据加密算法 数据加密算法DES 数据加密算法（Data Encryption Algorithm，DEA）的数据加密标准（Data Encryption Standard，DES）是规范的描述，它出自 IBM 的研究工作，并在 1997 年被美国政府正式采纳。它很可能是使用最广泛的秘钥系统，特别是在保护金融数据的安全中，最初开发的 DES 是嵌入硬 件中的。通常，自动取款机（Automated Teller Machine，ATM）都使用 DES。 DES 使用一个 56 位的密钥以及附加的 8 位奇偶校验位，产生最大 64 位的分组大小。这是一个迭代的分组密码，使用称为 Feistel 的技术，其中将加密的文本块分成两半。使用子密钥对其中一半应用循环功能，然后将输出与另一半进行“异或”运算；接着交换这两半，这一过程会继续下去，但最后一个循环不交换。DES 使用 16 个循环。 攻击 DES 的主要形式被称为蛮力的或彻底密钥搜索，即重复尝试各种密钥直到有一个符合为止。如果 DES 使用 56 位的密钥，则可能的密钥数量是 2 的 56 次方个。随着计算机系统能力的不断发展，DES 的安全性比它刚出现时会弱得多，然而从非关键性质的实际出发，仍可以认为它是足够的。不过 ，DES 现在仅用于旧系统的鉴定，而更多地选择新的加密标准 — 高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES）。 DES 的常见变体是三重 DES，使用 168 位的密钥对资料进行三次加密的一种机制；它通常（但非始终）提供极其强大的安全性。如果三个 56 位的子元素都相同，则三重 DES 向后兼容 DES。 IBM 曾对 DES 拥有几年的专利权，但是在 1983 年已到期，并且处于公有范围中，允许在特定条件下可以免除专利使用费而使用。
3. 请教DES算法的解密
DES算法处理的数据对象是一组64比特的明文串。设该明文串为m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串经过64比特的密钥K来加密，最后生成长度为64比特的密文E。其加密过程图示如下： DES算法加密过程 对DES算法加密过程图示的说明如下：待加密的64比特明文串m，经过IP置换后，得到的比特串的下标列表如下： IP 58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 30 22 14 6 64 56 48 40 32 24 16 8 57 49 41 33 25 17 9 1 59 51 43 35 27 19 11 3 61 53 45 37 29 21 13 5 63 55 47 39 31 23 15 7 该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1(子密钥的生成将在后面讲)经过变换f(R0,K1)（f变换将在下面讲）输出32位的比特串f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。运算规则为： f1与L0做不进位的二进制加法运算后的结果赋给R1，R0则原封不动的赋给L1。L1与R0又做与以上完全相同的运算，生成L2，R2…… 一共经过16次运算。最后生成R16和L16。其中R16为L15与f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果，L16是R15的直接赋值。 R16与L16合并成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16与L16合并后成的比特串，经过置换IP-1后所得比特串的下标列表如下： IP-1 40 8 48 16 56 24 64 32 39 7 47 15 55 23 63 31 38 6 46 14 54 22 62 30 37 5 45 13 53 21 61 29 36 4 44 12 52 20 60 28 35 3 43 11 51 19 59 27 34 2 42 10 50 18 58 26 33 1 41 9 49 17 57 25 经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e.。 下面再讲一下变换f(Ri-1,Ki)。 它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图所示： 对f变换说明如下：输入Ri-1(32比特)经过变换E后，膨胀为48比特。膨胀后的比特串的下标列表如下： E: 32 1 2 3 4 5 4 5 6 7 8 9 8 9 10 11 12 13 12 13 14 15 16 17 16 17 18 19 20 21 20 21 22 23 24 25 24 25 26 27 28 29 28 29 30 31 32 31 膨胀后的比特串分为8组，每组6比特。各组经过各自的S盒后，又变为4比特(具体过程见后)，合并后又成为32比特。该32比特经过P变换后，其下标列表如下： P: 16 7 20 21 29 12 28 17 1 15 23 26 5 18 31 10 2 8 24 14 32 27 3 9 19 13 30 6 22 11 4 25 经过P变换后输出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。 下面再讲一下S盒的变换过程。任取一S盒。见图：
4. 请教DES算法的解密
一．加密 DES算法处理的数据对象是一组64比特的明文串。设该明文串为m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串经过64比特的密钥K来加密，最后生成长度为64比特的密文E。其加密过程图示如下： DES算法加密过程 对DES算法加密过程图示的说明如下：待加密的64比特明文串m，经过IP置换后，得到的比特串的下标列表如下： IP 58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 30 22 14 6 64 56 48 40 32 24 16 8 57 49 41 33 25 17 9 1 59 51 43 35 27 19 11 3 61 53 45 37 29 21 13 5 63 55 47 39 31 23 15 7 该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1(子密钥的生成将在后面讲)经过变换f(R0,K1)（f变换将在下面讲）输出32位的比特串f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。运算规则为： f1与L0做不进位的二进制加法运算后的结果赋给R1，R0则原封不动的赋给L1。L1与R0又做与以上完全相同的运算，生成L2，R2…… 一共经过16次运算。最后生成R16和L16。其中R16为L15与f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果，L16是R15的直接赋值。 R16与L16合并成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16与L16合并后成的比特串，经过置换IP-1后所得比特串的下标列表如下： IP-1 40 8 48 16 56 24 64 32 39 7 47 15 55 23 63 31 38 6 46 14 54 22 62 30 37 5 45 13 53 21 61 29 36 4 44 12 52 20 60 28 35 3 43 11 51 19 59 27 34 2 42 10 50 18 58 26 33 1 41 9 49 17 57 25 经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e.。 下面再讲一下变换f(Ri-1,Ki)。 它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图所示： 对f变换说明如下：输入Ri-1(32比特)经过变换E后，膨胀为48比特。膨胀后的比特串的下标列表如下： E: 32 1 2 3 4 5 4 5 6 7 8 9 8 9 10 11 12 13 12 13 14 15 16 17 16 17 18 19 20 21 20 21 22 23 24 25 24 25 26 27 28 29 28 29 30 31 32 31 膨胀后的比特串分为8组，每组6比特。各组经过各自的S盒后，又变为4比特(具体过程见后)，合并后又成为32比特。该32比特经过P变换后，其下标列表如下： P: 16 7 20 21 29 12 28 17 1 15 23 26 5 18 31 10 2 8 24 14 32 27 3 9 19 13 30 6 22 11 4 25 经过P变换后输出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。 下面再讲一下S盒的变换过程。任取一S盒。见图：
5. 请教DES算法的解密
DES算法处理的数据对象是一组64比特的明文串。设该明文串为m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串经过64比特的密钥K来加密，最后生成长度为64比特的密文E。其加密过程图示如下： DES算法加密过程 对DES算法加密过程图示的说明如下：待加密的64比特明文串m，经过IP置换后，得到的比特串的下标列表如下： IP 58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 30 22 14 6 64 56 48 40 32 24 16 8 57 49 41 33 25 17 9 1 59 51 43 35 27 19 11 3 61 53 45 37 29 21 13 5 63 55 47 39 31 23 15 7 该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1(子密钥的生成将在后面讲)经过变换f(R0,K1)（f变换将在下面讲）输出32位的比特串f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。运算规则为： f1与L0做不进位的二进制加法运算后的结果赋给R1，R0则原封不动的赋给L1。L1与R0又做与以上完全相同的运算，生成L2，R2…… 一共经过16次运算。最后生成R16和L16。其中R16为L15与f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果，L16是R15的直接赋值。 R16与L16合并成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16与L16合并后成的比特串，经过置换IP-1后所得比特串的下标列表如下： IP-1 40 8 48 16 56 24 64 32 39 7 47 15 55 23 63 31 38 6 46 14 54 22 62 30 37 5 45 13 53 21 61 29 36 4 44 12 52 20 60 28 35 3 43 11 51 19 59 27 34 2 42 10 50 18 58 26 33 1 41 9 49 17 57 25 经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e.。 下面再讲一下变换f(Ri-1,Ki)。 它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图所示： 对f变换说明如下：输入Ri-1(32比特)经过变换E后，膨胀为48比特。膨胀后的比特串的下标列表如下： E: 32 1 2 3 4 5 4 5 6 7 8 9 8 9 10 11 12 13 12 13 14 15 16 17 16 17 18 19 20 21 20 21 22 23 24 25 24 25 26 27 28 29 28 29 30 31 32 31 膨胀后的比特串分为8组，每组6比特。各组经过各自的S盒后，又变为4比特(具体过程见后)，合并后又成为32比特。该32比特经过P变换后，其下标列表如下： P: 16 7 20 21 29 12 28 17 1 15 23 26 5 18 31 10 2 8 24 14 32 27 3 9 19 13 30 6 22 11 4 25 经过P变换后输出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。
6. DES加密过程和解密过程的区别
数据加密标准DES（Data Encryption Standard）算法是一个分组加密算法，也是一个对称算法，加密和解密使用同一个算法，利用传统的换位、异或、置换等加密方法。DES是IBM在上个世纪70年代开发的简密钥对称加解密算法。 加密过程和解密过程的区别：“方向和过程刚好相反”。也就是说“解密过程是加密过程的反过程”，DES算法解密过程是加密过程的“逆”运算。 以Triple DES为例说明 加密过程： 1、以K1加密 2、以K2解密 3、以K3加密 解密过程（密钥顺序及应用方向与加密过程相反）： 1、以K3解密 2、以K2加密 3、以K1解密 说明：K1、K2、K3是密钥。
7. 什么是DES加密
DES算法具有极高安全性，到目前为止，除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外，还没有发现更有效的办法。而56位长的密钥的穷举空间为256，这意味着如果一台计算机的速度是每一秒种检测一百万个密钥，则它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间 可以使用加密软件对数据进行加密 如文件夹加密超级大师 采用先进的加密算法，使您的文件加密后，真正的达到超高的加密强度，让您的加密文件无懈可击，没有密码无法解密。 五种加密方法： 闪电加密速度快，对文件夹没有大小限制，无论多大都可以在几秒内加密完毕。 隐藏加密后，数据被彻底隐藏，只能通过软件打开或解密。 金钻加密是把文件夹加密成一个加密文件， 打开或解密时需要输入密码。特点是安全性极高，没有正确密码任何人无法打开或解密。适用于比较小一点的重要文件存放的文件夹。 全面加密是把文件夹里面的所有文件加密成加密文件， 打开文件夹不需要密码，但是打开里面的每个文件都需要密码。 移动加密是把数据加密成exe文件，可以移动到其他没有安装软件的电脑上解密，也可以通过网络传输。 注意：金钻加密，移动加密，全面加密忘记密码无法解密，所以请您牢记密码。
8. 证明DES的解密算法是加密算法的逆
证明：DES的加密算法遵循公式：第i轮加密时，LEi=REi-1；REi=LEi-1⊕F(REi-1,Ki)。 所以拿最后1轮加密来看，有LE16=RE15;RE16=LE15⊕F(RE15，K16)，最后交换它们的位置有 LE17=RE16，RE17=LE16得到密文。然后进行第一轮解密有LD0=LE17=RE16，RD0=RE17=LE16。 解密时输入的子密钥与加密时相反，所以LD1=RD0=LE16=RE15， RD1=LD0⊕F(RD0，K16)=RE16⊕F(RE15，K16)=[LE15⊕F(RE15，K16)]⊕F(RE15，K16)=LE15。 所以加密的最后一轮和解密的第一轮相反，而一般情况下按照公式将REi-1，LEi-1代入得： REi-1=LEi；LEi-1=REi⊕F(LEi,Ki)。 所以DES的解密算法是加密算法的逆。
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