基于DES的对称加密算法的设计与实现-周莹冰 修改1

延边大学（二〇一三年五月摘要本科毕业论文本科毕业设计题目：基于DES的对称加密算法的设计与实现学生姓名：周莹冰学院：工学院专业：数字媒体技术班级：2009级指导教师：李永珍副教授学校代码：10184学号：2094021629延边大学本科毕业设计说明书随着信息时代的来临，信息的安全性变得尤为重要，而对数据进行加密是行之有效的能保证信息安全性的方法。DES算法是众多数据加密算法中的一种，在过去的几十年中在数据加密领域有着举足轻重的地位，然而随着计算机技术的发展，DES算法的安全性也被大大地降低，针对DES的暴力破解所用的时间在逐年减少，为了能使DES这种优秀的加密算法能够重新使用，本文将针对就DES的暴力破解提供一种有效的解决方案：基于DES算法迭代算法的改进，对DES的密钥长度进行了扩展。使DES的安全性得到了增强，同时相较于DES算法的改进算法3DES算法，效率上会比3DES高，安全性上也不会逊色于3DES。关键词：DES；密钥扩展；迭代算法；Abstract延边大学本科毕业设计说明书Withthecomingofinformationage,informationsecurityhasbecomeespeciallyimportant,andtoencryptdataiseffectivetoensurethesecurityoftheinformation.DESalgorithmisoneofdataencryptionalgorithms,inthepastfewdecadeshasapivotalpositioninthefieldofdataencryption.however,withthedevelopmentofcomputertechnology,thesecurityofDESalgorithmalsohasbeengreatlyreduced,thetimeofbruteforceofDEShasbeenreducingyearbyyear,inordertomakethisgoodencryptionalgorithmcanbeusedagain,thisarticlewillfocusontheDESofbruteforcetoprovideaneffectivesolution:basedoniterativealgorithmofDESalgorithm,andextendedthelengthofDESkey.TomakethesecurityofDESmoreenhanced,atthesametime,comparedwiththe3DESalgorithm,theefficiencywillbehigherthan3DES,andsecuritywillnotinferiorto3DES.Keyword:DES;keyexpansion;iterativealgorithm延边大学本科毕业设计说明书目录引言.........................................................................................................................................1第一章对称加密算法........................................................................................................21.1对称加密算法简介.....................................................................................................21.2DES的历史.................................................................................................................21.3DES加密算法原理.....................................................................................................41.3.1初始置换................................................................................................................51.3.2每轮变换的详细过程...........................................................................................71.3.3密钥的产生.........................................................................................................10第二章DES算法的安全性分析及改进...........................................................................122.1DES算法基于对称加密算法的问题..........................................................................122.2DES算法的密钥..........................................................................................................122.2.1密钥的长度.........................................................................................................122.2.2存在弱密码.........................................................................................................132.3针对DES的一些破解方法.........................................................................................142.4DES的改进算法..........................................................................................................152.4.13DES算法细节....................................................................................................15第三章针对DES密钥长度的两个改进..........................................................................173.1基于对换迭代结果的密钥扩展.................................................................................173.1.1算法的基本原理..................................................................................................173.2基于对换迭代子密钥的密钥扩展.............................................................................193.2.1算法的基本原理..................................................................................................20第四章两种改进方法的算法分析及与3DES的比较.........................................................214.1两种改进的算法分析.................................................................................................214.1.1算法效率.............................................................................................................214.1.2算法的安全性.....................................................................................................214.2改进算法与3DES算法的比较...................................................................................22第五章与DES、3DES算法的效率实验...............................................................................24延边大学本科毕业设计说明书结论.........................................................................................................................................25参考文献.................................................................................................................................26谢辞.....................................................................................................................................27延边大学本科毕业设计说明书1引言对称加密算法是使用比较早的一类数据加密算法，它具有加密速度快、加密效率高等优点，而数据加密标准（DES，DataEncryptionStandard）就是一种使用密钥加密的对称加密算法，1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS），随后在国际上广泛流传开来。它基于使用56位密钥的对称算法。这个算法因为包含一些机密设计元素，相对短的密钥长度以及怀疑内含美国国家安全局（NSA）的后门而在开始时有争议，因此DES因此受到了强烈的学院派式的审查，并以此推动了现代的块密码及其密码分析的发展。DES是分组密码的典型代表．也是第一个被公布出来的标准算法。由于DES算法的密钥长度过短，DES算法已经不再安全，目前DES已经被AES所取代。但是，DES算法作为一种优秀的