DES加密算法

算法 技術 設計 IBM 硬件 電腦 圖像處理與機器視覺 2019-07-03

DES全稱為Data Encryption Standard,又稱為美國數據加密標準,是一種使用密鑰加密的塊算法,是1972年美國IBM公司研製的對稱密碼體制加密算法。DES加密算法是對密鑰進行保密,而公開算法,包括加密和解密算法,只有掌握了和發送方相同密鑰的人才能解讀由DES加密算法加密的密文數據。

DES加密算法

DES加密算法是一種分組密碼,算法明文按64位進行分組,密鑰長64位,密鑰事實上是56位參與DES運算(第8、16、24、32、40、48、56、64位是校驗位,使得每個密鑰都有奇數個1)分組後的明文組和56位的密鑰按位替代或交換的方法形成密文組的加密方法。

DES加密算法

DES基本原則

DES使用了分組密碼設計的兩個原則:混淆(confusion)和擴散(diffusion),其目的是抗擊敵手對密碼系統的統計分析。混淆的目的是使密文的統計特性與密鑰的取值之間的關係儘可能複雜化,以使密鑰和明文以及密文之間的依賴性對密碼分析者來說是無法利用的。

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擴散的作用就是將每一位明文的影響儘可能迅速地作用到較多的輸出密文位中,以便在大量的密文中消除明文的統計結構,並且使每一位密鑰的影響儘可能迅速地擴展到較多的密文位中,以防對密鑰進行逐段破譯。

DES加密算法

DES算法的原理

DES算法的入口參數有三個:Key、Data、Mode。其中Key為8個字節共64位,是DES算法的工作密鑰;Data也為8個字節64位,是要被加密或被解密的數據;Mode為DES的工作方式,有兩種:加密或解密。為了網絡上信息傳輸的安全,發送發和接收方分別進行加密和解密,這樣信息在網絡上傳輸的時候就是相對安全的。

DES加密算法

DES的特點

DES加密算法有極高的安全性,具有分組比較短、密鑰太短、密碼生命週期短、運算速度較慢等特點。

到目前為止,技術上除了用窮舉搜索法對DES算法進行攻擊外,還沒有發現更有效的辦法。而56位長的密鑰的窮舉空間為2^56,這意味著如果一臺計算機的速度是每一秒鐘檢測一百萬個密鑰,則它搜索完全部密鑰就需要將近2285年的時間,可見,這是難以實現解密的。

DES加密算法

DES的應用

實際上,隨著硬件技術和Internet的發展,以現代計算能力,使用經過特殊設計的硬件並行處理24小時內即可被破解。雖然如此,在某些簡單應用中,我們還是可以使用DES加密算法。

DES加密算法

目前DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡(IC卡)、加油站、高速公路收費站等領域被廣泛應用,以此來實現關鍵數據的保密,如信用卡持卡人的PIN的加密傳輸,IC卡與POS間的雙向認證、金融交易數據包的MAC校驗等,均用到DES算法。

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