信息安全实验报告
题目DES算法
姓名学号
专业年级计算机科学与技术2014级（1）班指导教师
2016年12 月10日
一、实验目的
了解DES加密算法及原理，掌握其基本应用。

二、实验容
DES加密算法的JAVA实现
三、实验原理
DES算法由加密、子密钥和解密的生成三部分组成。

现将DES算法介绍如下。

1．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2-1所示：
图2-1：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（初始置换）后，得到的比特串的下标列表如下：
表2-1：得到的比特串的下标列表
58 50 42 34 26 18 10 2
IP
60 52 44 36 28 20 12 4
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（终结置换）后所得比特串的下标列表如下：
表2-2：置换后所得比特串的下标列表
IP-1 40 8 48 16 56 24 64 32
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。

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2-2所示：
图2-2：将32比特的输入再转化为32比特的输出
f变换说明：输入Ri-1(32比特)经过变换E（扩展置换E）后，膨胀为48比特。

膨胀后的比特串的下标列表如下：
表2-3：膨胀后的比特串的下标列表
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（压缩置换P）后，其下标列表如下：
表2-4：压缩置换P后的下标列表
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）.
S盒的变换过程: 任取一S盒。

见图2-3：
图2-3
在其输入b1,b2,b3,b4,b5,b6中，计算出x=b1*2+b6,
y=b5+b4*2+b3*4+b2*8，再从Si表中查出x 行，y 列的值Sxy。

将Sxy化为二进制，即得Si盒的输出。

（S表如图2-4所示）
图2-4 四、实验结果
五、实验总结
此次课程设计，不仅使自己对信息安全有了初步了解，同时使自己编程能力有了较大的提高。

基本掌握了JAVA结构化程序设计。

并且熟悉掌握了密码学中一个重要的算法—DES密码算法，并且通过JAVA工具编程实现。

六、代码附录
略。