加密算法（1）DES

DES加密算法最早是由IBM在上世纪70年代开发的，后来成为美国军方和政府机构的标准加密算法，因此DES几乎成为全球最流行的对称加密算法，采用块加密的方式，广泛应用于各个领域。

DES的基本流程如下图所示：

通过56位密钥和64位明文之间的各种替换和迭代运算，最后生成64位的密文。在实际应用中通常明文和密钥都是8个字节，但是对于8个字节的密钥而言，每个字节只有前面的7位数据是有效的，第8位数据在DES计算过程中是忽略的，也就是说，如果你计算的密钥值分别为：0102030405060708，和0003020504070609，那么计算的结果应该是一样的，因为两组数据分别去掉每个字节的第8位之后是完全相同的。

其中：

IP代表初始置换（Initial Permutation），说白了就是把原来的数据按照规定的格式进行重新组合，俗话说就是倒腾数据；

PC-1：表示置换选择1（Permutation Choice 1），也是按照规定的格式倒腾；

PC-2：表示置换选择2（Permutation Choice 2），含义同上；

IP^-1：表示逆初始置换，按照和IP初始置换相反的方式把数据再倒腾回来。

 

在实际应用中一般有单DES和三DES两种方式，我们把明文记作：P，密文记作：E，密钥记作：K，加密记为：DES()，解密记为：DES^-1()，那么单DES加密可以描述为：

E=DES(P,K)

单DES解密类似可以描述为：

P=DES^-1(E,K)

对于三DES而言，可以理解为用三个密钥K1，K2，K3分别进行三次加解密来求得最终的密文，可以描述为：

E=DES(DES^-1(DES(P,K1),K2),K3)

实际应用中多数的三DES运算都使用16字节的密钥，分别定义为左右两个子密钥，即K_L和K_R，称为双长度密钥的三DES运算，加解密公式可以描述为：

E=DES(DES^-1(DES(P,K_L),K_R),K_L)

P=DES^-1 (DES (DES^-1 (E,K_L),K_R),K_L)

目前多数智能卡芯片都已经集成了硬件DES引擎，可以很方便地进行DES运算，而如果使用软件实现DES的话，一个DES算法大约需要占用1K左右的代码空间，对于没有接触过DES算法的工程师来说，通常需要一周的时间可以完成一个比较完美的汇编语言DES算法。而如果采用C语言的话，时间会稍微快一点。