密码学数据加密标准DES

数据加密标准（DES）详解

一、基本概念与设计目标

DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，由IBM于1970年代设计，1977年被美国国家标准局（现NIST）确立为联邦标准。其核心目标是通过分组加密方式保护数据机密性，适用于硬件和软件实现，具备高效性和安全性。

二、技术原理

1. ​分组结构与密钥

• ​分组长度：64位明文/密文块，密钥长度64位（实际有效56位，剩余8位为奇偶校验位）。
• ​核心设计原则：
  • ​混淆（Confusion）​：通过非线性S盒替换，使密文与密钥、明文的关系复杂化。
  • ​扩散（Diffusion）​：通过置换操作将单个明文/密钥位的影响扩散到多个密文位，消除统计特征。

2. ​加密流程

DES加密分为4个阶段，共19步操作：

1. ​初始置换（IP）​
   将64位明文按固定置换表重新排列（例如第58位移动到第1位），并分割为左右两半（L₀和R₀，各32位）。置换规则如下：

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   58,50,42,…,7  // 共64位，按8x8矩阵排列