des算法实现课程设计大学毕设论文

密码学与网络安全课程实验利用Matlab语言实现DES加密算法姓名：ZA 学号：XXXXX一、实验目的1）牢固掌握DES密码算法2）通过编程实现DES算法，深入掌握现代密码算法实现的基本方法3）验证DES算法中各个模块在实现混淆和弥散中的作用二、实验内容要求1）DES算法实现：利用Matlab语言实现DES密码算法，输入64比特明文和56比特密钥，加密得到64比特的密文；2）DES弱密钥验证：观察弱密钥两次加密的结果，与非弱密钥两次加密的结果进行比较；3）DES算法初步应用：尝试加密一个字符串，字符串的长度大于8个字节；4）DES弥散特性分析：试输出每一轮加密得到的比特序列，并比较当初始明文1个比特发生变化时，每一轮加密输出的哪些比特发生变化。

三、实验方案与步骤3.1DES算法实现a)算法实现方案Matlab（矩阵实验室）是一款工程计算用的软件，功能十分强大。

Matlab的计算基于矩阵，而DES算法用矩阵描述是十分简洁方便的。

因此，选用Matlab作为算法实现语言，基于一系列的矩阵变换、运算来实现DES算法的加密。

b)主要功能实现流程及代码解析1)加密程序图1 DES基本结构DES算法的结构非常简单，是一个16次的迭代。

核心是f函数中一系列变换。

根据算法框图，程序步骤主要分为三大部分：1)输入明文和密钥进行字符转换2)产生16轮密钥矩阵3)16轮迭代%%demo5.mclc, clear all;%%%----------第一步输入明文和密钥-------------%M='0123456789ABCDEF';%K='0123456789ABCDEF';%MB=[];for i=1:16Mi=M(i);MBi=['0000',dec2bin(hex2dec(Mi))];MBi=MBi(end-3:end);MBi=[str2num(MBi(1)),str2num(MBi(2)),str2num(MBi(3)),str2num(MBi(4) )];MB=[MB,MBi];endM=MB;%转化为64位二进制明文KB=[];for i=1:16Ki=K(i);KBi=['0000',dec2bin(hex2dec(Ki))];KBi=KBi(end-3:end);KBi=[str2num(KBi(1)),str2num(KBi(2)),str2num(KBi(3)),str2num(KBi(4) )];KB=[KB,KBi];endK=KB;%转化为64位二进制密钥%%%----------第三步产生密钥-------------%PC_1=[57,49,41,33,25,17,9,1,58,50,42,34,26,18,10,2,59,51,43,35,27,1 9,11,3,60,52,44,36,63,55,47,39,31,23,15,7,62,54,46,38,30,22,14,6,61 ,53,45,37,29,21,13,5,28,20,12,4];%PC_1置换矩阵 56位KEY0=K(PC_1);%初始矩阵变换 64 to 56%循环移位>>>>>shift_array=-[1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1];C(1,:)=KEY0(1:28);%C0D(1,:)=KEY0(29:56);%D0for i=2:17C(i,:)=circshift(C(i-1,:)',shift_array(i-1))';%前28位循环移位%circshift是右移移动负数位表示左移D(i,:)=circshift(D(i-1,:)',shift_array(i-1))';%后28位循环移位endPC2=[14,17,11,24,1,5,3,28,15,6,21,10,23,19,12,4,26,8,16,7,27,20,13, 2,41,52,31,37,47,55,30,40,51,45,33,48,44,49,39,56,34,53,46,42,50,36 ,29,32];Ki=zeros(16,48);%循环移位>>>>>KEY_MAT=[C,D];%17*56KEY_MAT=KEY_MAT(2:17,:);%16*56PC_2=[14,17,11,24,1,5,3,28,15,6,21,10,23,19,12,4,26,8,16,7,27,20,13 ,2,41,52,31,37,47,55,30,40,51,45,33,48,44,49,39,56,34,53,46,42,50,3 6,29,32];for i=1:16Ki(i,:)=KEY_MAT(i,PC_2);endKEY=Ki;%%%----------第四步 Feistel结构-------------%IP=[58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 30 22 14 6 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];%IP初始置换矩阵M=M(IP);%初始置换m0_L=M(1:32); %输入的左半部分明文m0_R=M(33:64);%输入的右半部分明文[L,R]=fchange(m0_L,m0_R,1,KEY);mi=[L,R];mi2_hex(1,:)=mi%%进入16轮迭代>for i=2:16[L,R]=fchange(L,R,i,KEY);mi=[L,R];mi2_hex(i,:)=miendIP_1=[40 8 48 16 56 24 64 32 39 7 47 15 55 23 63 31 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 5018 58 26 33 1 41 9 49 17 57 25];%%IP_1初始逆置换矩阵m16=[R,L];%最后一步进行交换C=m16(IP_1); %IP逆置换[m_hex]=m_2_hex(C)%转化为16进制输出密文%%function [Li,Ri] = fchange(Li_1,Ri_1,m,KEY)%%第i轮f函数的实现输入Ri-1 表示第i-1轮的右半部分密文输出第i轮的密文Ri_1_ex=trm32_to_48(Ri_1);%第一步右半明文进行32to48扩展 OKRi_1_ex2=reshape(Ri_1_ex',1,48);%将扩展的48位变为向量 OKf=bitxor(KEY(m,:),Ri_1_ex2);%与第i轮密钥按位异或f1=reshape(f,6,8)';%变为矩阵 8个6位二进制数 8*6%经过S1盒s=S_box(1);x=2*f1(1,1)+f1(1,6);%S盒纵坐标y=8*f1(1,2)+4*f1(1,3)+2*f1(1,4)+f1(1,5);%S盒横坐标f2=s(x+1,y+1); %取S盒中某一数f2_bin=['0000',dec2bin(f2)];% % 字符串处理f2_bin=f2_bin(end-3:end);f2_1=[str2num(f2_bin(1)),str2num(f2_bin(2)),str2num(f2_bin(3)),str2 num(f2_bin(4))];%省略s2~s8盒Ri_1_P=P_exchange(f2S);%转化为向量并置换运算PRi=bitxor(Li_1,Ri_1_P);%Li_1与f函数后的Ri_1进行按位异或Li=Ri_1;%交换位置end程序见c:\iknow\docshare\data\cur_work\demo5.m。

摘要：随着计算机的不断更新换代，计算机网络信息安全要求也不断提升，密码学大量应用于实际生活中，并跟随着实际需要而飞速发展。

在密码学体制中，分组对称密码是一个重要的组成部分，它以feitel网络结构理论为基础，采用迭代分组形式，在提高算法的运行速度，改善了密码的实用性的同时，也大大的提高了密码的安全性，对于我们研究密码学以及展望密码学的发展方向有重要意义。

本文主要讨论的是DES算法的研究，包括与其相关的数学理论，结构流程的描述以及在实际应用Visual C ++6.0平台用C语言实现DES算法。

关键词：DES feitel网络对称密码分组密码abstractWith the continuously renewing of the computer, the requirement of the computer network information security is also continuously improving .Cryptography is largely applied to the practical system ,and the development of the Cryptography is very rapid when it is in need for the practice. The symmetric and block cipher are important part of The Cryptography system . It is based on the feitel network structure theory, using iterative block form, so it can both improve its operation speed of the algorithm and practicability of the ciphers when the security of the ciphers are further developed .knowing it have an important significance for us to study Cryptograph and have a prospect of the Cryptograhy.This thesis is mainly the study the of algorithm of DES, including the related mathematics theory and has a description of the DES structure process .,and implementation the algorithm on the Visual C++6.0 platform .Key world : DES feitel network. symmetric cipher block cipher绪言近年来网络飞速发展，促进了时代的进步，给人们的生活带来了巨大的变化，但同时也带来了巨大的信息安全危机，如何使信息获取得最大的安全性成了紧迫解决的问题，计算机网络中运行良好的通信协议，不仅应该具有有效性，公平性，和完整性，还要具有做够搞的安全性。

毕业设计论文DES算法的实现及安全性分析毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

项目报告：DES 算法的实现与分析组员：柴彦廷121041302雨潇121041316唐均121041328王森121041333王钰121041334熊枫121041337目录1.引言错误!未定义书签。

2.项目研究错误!未定义书签。

2.1框架设计、模块划分错误!未定义书签。

2.2.DES加密技术简介错误!未定义书签。

3.方案设计错误!未定义书签。

3.1明文的输入与转化错误!未定义书签。

3.2S盒及P盒原理简介错误!未定义书签。

3.3子密钥的产生错误!未定义书签。

3.416轮循环加密错误!未定义书签。

4.仿真结果输出错误!未定义书签。

5.DES算法特点总结错误!未定义书签。

6.参考文献错误!未定义书签。

7.程序代码错误!未定义书签。

一、引言项目的选题目的和意义：DES采用分组乘积密码体制，它是由IBM开发，是对早期被称为Lucifer密码体制的改进。

DES在1975年3月17日首次在联邦记录中公布，而且声明对比算法征求意见。

到1977年2月15日拟议中的DES被采纳为“非密级”应用的一个联邦标准。

最初预期DES作为一个标准只能使用10~15年，然而，出于种种原因，可能是DES还没有受到严重的威胁，事实证明了DES要长寿得多。

在其被采用后，大约每隔5年被评审一次。

DES的最后一次评审是在1999年1月。

但是，随着计算机计算能力的提高，由于DES的密钥过短，仅有56位，对DES的成功攻击也屡见报端。

尽管如此，DES的出现是现代密码学历史上非常重要的事件。

它对于我们分析掌握分组密码的基本理论与设计原理仍然具有重要的意义。

本课题是在Matlab的环境下对DES算法的实现和分析，探究DES算法的原理。

二、项目研究2.1、框架设计，模块划分：2.1.1、总体分为三个模块：1、数据初始化：明文的输入（字符串形式）及转化为数字串。

2、产生子密钥3、16轮循环加密及密文输出2.1.2、总体流程图：2.2.DES加密技术简介：DES是一个16轮的Feistel型结构密码，它的分组长度为64比特，用一个56比特的密钥来加密一个64比特的明文串，输出一个64比特的密文串。

第一章前言 (2)1．1概述 (2)1.1.1 信息安全的重要性 (2)1.1.2 分组加密算法的知识 (2)1.1.3 DES加密算法简介 (3)1.1.4 本论文工作的意义 (3)1.2 本论文的主要工作 (4)第二章DES加密算法的描述 (5)2.1 DES算法的来历 (5)2.2加密过程 (5)2.3每个循环的详细过程 (7)2.4密钥的产生 (10)2.5 DES的解密 (10)第三章DES算法软件实现的详细设计 (11)3.1 DES加密算法详细设计 (11)3.2 DES解密算法详细设计 (15)3.3 算法函数 (16)第四章测试 (17)4.1测试平台和方法 (17)4.2 正确性测试 (17)第五章DES加密软件工具 (19)5.1人机界面的功能介绍： (19)5.2 状态—事件—响应流程图 (20)5.3．人机界面的效果图 (22)第六章结束语 (24)6.1 体会与收获 (24)6.2 展望 (24)参考文献 (25)附录1算法原代码 (26)附录2人机界面程序代码 (35)致谢 (48)第一章前言1．1概述1.1.1 信息安全的重要性随着计算机网络和Internet的发展，全球信息化己成为人类社会发展的大趋势。

在今天的信息社会里，科学技术的研究和发展及商业等方面，无一不与信息息息相关，数据安全保密问题也日益突出，人们不能靠用降低信息共享度的简单方法来解决问题，唯一可行的方案是积极解决信息共享和网络安全的问题。

由于计算机网络具有联结形式多样性、终端分布不均匀性和网络开放性等特征，致使网络容易受到黑客及恶意软件和其他不轨的攻击，Internet的安全问题已经成为了信息发展的一块绊脚石。

本课题研究的是DES加密算法，本算法是经历20 多年的考验，抗住了多年的密码分析的经典算法。

随着信息技术的发展和越来越广泛的应用，整个社会的运转越来越密切地依赖于信息技术，依赖于各种基础信息系统的正常运转，依赖于储存在信息系统中各种重要信息的正确维护和正常使用。

计算机通信中DES数据加密算法应用论文计算机通信中DES数据加密算法应用论文一、DES数据加密算法基本原理数据加密的基本过程就是通过对信息铭文进行一定的加密算法得到一个密文，并通过密文在网络介质中进行传播，然后在通信的接收端接受到密文以后通过秘钥获得信息的内容。

DES数据加密算法过程是典型的数据加密方法，具体的实现过程为加密过程和解密过程。

数据加密的标准采用的是美国政府采用的密码体系,加密和解密使用的相同的算法，基本的实现过程是对明文按照64比特块加密，得到64b的密文，加密过程有56b个参考秘钥，19个不同的站。

除了第一站、倒数第一站、倒数第二站有特定规范外，其余的16位均采用完全不同的函数。

其保密性关键在于对于秘钥的保密过程，当前对于DES加密的破译非常的复杂，当前还没有发现比穷举法更好的破解办法，而从理论上讲使用穷举法破解DES加密过程基本上是不可能实现的，因此DES数据加密算法应用于计算式通信有着非常好安全性。

二、DES数据加密算法在计算机通信技术的中的应用1.DES数据加密算法应用于计算机通信的优势。

美国标准局对于DES数据加密算法的评价非常的高，认为该算法能够满足对于数据的加密要求，其用于计算机通信完全能够满足对于信息的保护。

DES数据加密算法对于计算机通信过程中数据的加密具体表现在：首先DES数据加密算法能够提高数据保护的实际效果[2]，避免数据在通信过程中被非法窃取和破解，并能够通过算法及时的避免数据在未被擦觉的情况下被篡改，其次是DES数据加密算法的复杂性非常的`高，能够适用于计算机通信技术的应用要求，而且破译的过程非常的困难，进一步地保护的通信数据的安全性，目前对于DES数据加密算法破译的最好办法就是穷举法，即使是美妙计算100万次的计算机也要经过2000年才能找出破解的办法，能够满足当前数据通信的数据安全；第三是尽管DES数据加密算法非常的复杂，但是其安全性并不是依赖于其本身的复杂程度，主要跟其明文加密秘钥系统的有关，因此在应用于计算机通信的多个场景，适用性非常的广；最后是我们分析其加密的历程发现，这种加密的方法可以非常广泛的应用于金融和通信领域，而且很多ATM的加密方式就是以DES数据加密算法为基础的。

毕业设计（论文）-DES加密算法分析摘要DES数据加密算法是使用最广的分组加密算法，它作为最著名的保密密钥或对称密钥加密算法，在计算机密码学及计算机数据通信的发展过程中起了重要作用。

本次学年论文是主要是学习介绍DES对称密钥数据加密算法，并用c++实现。

DES 算法具有较高的安全性，为我们进行一般的计算机数据传输活动提供了安全保障。

关键词: 加密与解密，DES算法，S-盒目录摘要 ..................................................................... ........................................................................ ... I 目录 ..................................................................... ........................................................................ .. II 第一章引言 ..................................................................... ............................................................ 1 第二章概述 ..................................................................... (2)2.1 加密与解密 ..................................................................... (2)2.2 单钥密码系统 ..................................................................... .. (2)2.3分组密码的总体结构 ..................................................................... (4)2.4分组密码的安全性 ..................................................................... ..................................... 4 第三章 DES算法简介 ..................................................................... .. (5)3.1简介 ..................................................................... . (5)3.2 DES加密标准 ..................................................................... (6)3.2.1 初始置换IP ..................................................................... .. (7)3.2.2 IP-1是IP的逆置换 ..................................................................... (7)3.2.3 DES算法的迭代过程 ..................................................................... (8)3.2.4 子密钥的生成 ..................................................................... (12)3.3 DES算法的解密过程 ..................................................................... ............................... 13 第四章 DES算法用C++语言实现 ..................................................................... .. (14)4.1设置密钥函数des_setkey() ........................................................... . (14)4.2 f函数和S函数f_func()和s_func() ............................................................... . (14)4.3 DES算法的运行函数des_run( ) ............................................................. (16)4.4 DES算法的主函数voidmain() ................................................................. . (18)4.5 DES的加密过程和举例 ..................................................................... (19)4.6 DES算法的分析 ..................................................................... ....................................... 20 参考文献 ..................................................................... .................................................................. 22 结束语 ..................................................................... ......................................................................23 附录1 DES算法用C++实现的源代码 ..................................................................... . (24)II第一章引言密码学是伴随着战争发展起来的一门科学，其历史可以追溯到古代，并且还有过辉煌的经历。

DES加密算法课程设计报告软件实现流程图开始输入密文和密钥密文和密钥转换成二进制，存储在文件中读出64位密文和密钥 64位密钥进行pc-1置换，生成56位 56位比特串分成左右各28位。

C[i]与D[i]，i=0; C[i]与D[i]左移一位或者两位，左移表决定左移位数Ls[16].左移产生C[i+1]与D[i+1] C[i+1]与D[i+1]合并为56位比特串，并进行pc-2置换，产生子密钥keys[i+1],i++; i>15 N Y 节点1加密过程节点 1 64位明文进行IP置换后进行分组Li[32]与Ri[32];i=0 Ri[32]进行E扩展，生成48位比特串。

48位比特串与子密钥keys[i+1]进行异或运算。

得到的48位比特串分为8组，进入8个S盒中，并按照S盒的规则输出8个十进制数将8个十进制数转换为32位比特串。

32位比特串进行P置换，产生新的32位比特串 32位比特串与Li[32]进行异或，产生R(i+1)[32] L(i+1)[32]=Ri[32];i++ N i>15 Y R16[32]在前，L16[32]在后进行合并，合并后进行IP逆置换，即产生密文结束 1开始输入密文和密钥密文和密钥转换成二进制，存储在文件中读出64位密文和密钥 64位密钥进行pc-1置换，生成56位 56位比特串分成左右各28位。

C[i]与D[i]，i=0;C[i]与D[i]左移一位或者两位，左移表决定左移位数Ls[16].左移产生C[i+1]与D[i+1] C[i+1]与D[i+1]合并为56位比特串，并进行pc-2置换，产生子密钥keys[i+1],i++; i>15 N Y 节点1加密过程节点 1 64位明文进行IP置换后进行分组Li[32]与Ri[32];i=0 Ri[32]进行E扩展，生成48位比特串。

48位比特串与子密钥keys[i+1]进行异或运算。

得到的48位比特串分为8组，进入8个S盒中，并按照S盒的规则输出8个十进制数将8个十进制数转换为32位比特串。

DES加密技术毕业设计论文摘要随着信息技术的发展，计算机应用渗透到社会生活的各个领域，人们对信息化的依赖程度越来越高，随之而来的安全性问题成为人们关注的热点。

数据加密技术作为信息安全中的重要武器，发挥着越来越大的作用。

DES (Date Encryption Standard)算法从成为加密标准到现在，已经成功在应用在了很多领域并且经历了长期的考验。

实践证明，DES 算法对于大部分的应用来说，还是足够安全的。

本论文首先介绍Verilog HDL语言及其实用软件，然后介绍DES加密算法原理；接着介绍DES加密模块的三大底层模块的原理与设计；最后介绍了顶层模块的调用与设计，测试文件的编写，从整体上完成了对DES加密模块的实现。

本文通过Verilog HDL语言来实现DES加密模块的设计与仿真。

本设计采用自顶而下的模块化设计方法将DES加密模块划分为四大模块，其中包括三个底层模块：密钥产生模块key_gen、S部件代换模块（S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8）、DES的一轮变换模块desround，还含有一个顶层调用模块，整体的调用三个底层模块用来实现DES加密模块的功能。

关键词：DES ;加密；Verilog HDLAbstractWith the development of information technology, the application of computer has came into any field. People’s dependence on information technology is becoming more.Followed by the issue of security has also become a hot spot of concern to the people.Encryption technology, as an important weapon of information security,is playing an increasingly important role.DES (Date Encryption Standard) encryption algorithm from becoming the standard to the present, has been successfully used in a lot in the area and has experienced long-term test. Practice has proved that, DES algorithm for most of the applicationsor adequate is security.This paper introduces Verilog HDL language and its utility software, and introduces the DES algorithm,and then introduces the DES encryption module the three underlying modules principles and design. Finally, it introduces the top-level module and its design as well as the test documentation,and achieves the whole DES encryption moduleThrough the Verilog HDL language ,this paper achieves DES encryption module design and simulation. The design uses a top-down modular design method to DES encryption module, it is divided into 4 modules，which contains three bottom modules: key generation module, S module and one transformation module of DES,and it also contains a top-level module which calls the bottom of the overall three modules for the function of DES encryption module.Key Words:DES；encryption；Verilog HDL目录1 绪论 (1)1.1 信息安全的现状 (1)1.2 DES加密技术的现状和发展 (2)1.3 设计语言及设计工具 (3)1.3.1 Verilog HDL语言介绍 (3)1.3.2 设计工具 (7)2 DES加密算法原理 (8)2.1 DES加密算法简介 (8)2.2 DES算法子密钥Kn的产生 (8)2.3 DES加密算法的加密数据块 (9)2.4 解密程序设计 (13)3 DES加密模块的设计 (14)3.1 DES加密模块总体构架 (15)3.2 密钥产生模块key_gen设计 (16)3.3 S部件代换模块设计 (18)3.4 desround模块设计 (19)3.5 DES顶层模块des设计 (23)4 DES加密模块仿真及综合 (26)4.1 DES加密及解密仿真 (26)4.1.1 DES加密模块仿真步骤 (26)4.1.2DES加密及解密仿真结果 (29)4.2 DES加密模块综合 (30)4.2.1 综合工具synplify介绍 (30)4.2.2 综合结果 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录A 英文原文 (34)附录B 中文译文 (44)附录C 程序代码 (51)1 绪论1.1 信息安全的现状美国著名未来学家阿尔温·托夫勒说：“电脑网络的建立和普及将彻底改变人类生存及生活的模式，控制与掌握网络的人就是未来命运的主宰。

基于DES的对称加密算法的设计与实现学校代码: 10184学号: 2094021629(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:李永珍副教授二〇一三年五月摘要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With the coming of information age, information security has become especially important, and to encrypt data is effective to ensure the security of the information. DES algorithm is one of data encryption algorithms, in the past few decades has a pivotal position in the field of data encryption. however, with the development of computer technology, the security of DES algorithm also has been greatly reduced, the time of brute force of DES has been reducing year by year, in order to make this good encryption algorithm can be used again, this article will focus on the DES of brute force to provide an effective solution: based oniterative algorithm of DES algorithm, and extended the length of DES key. To make the security of DES more enhanced, at the same time, compared with the 3 DES algorithm, the efficiency will be higher than 3 DES, and security will not inferior to 3 DES.Key word: DES; key expansion; iterative algorithm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 ..................................................................... ............................... 2 1.1 对称加密算法简介 ..................................................................... ............................ 2 1.2 DES的历史...................................................................... ....................................... 2 1.3 DES加密算法原理 ..................................................................... . (4)1.3.1初始置换 ..................................................................... (5)1.3.2 每轮变换的详细过程 ..................................................................... . (7)1.3.3 密钥的产生 ..................................................................... ................................ 10 第二章 DES算法的安全性分析及改进 ..................................................................... ... 12 2.1 DES算法基于对称加密算法的问题 ..................................................................... .. 12 2.2 DES算法的密钥 ..................................................................... (12)2.2.1 密钥的长度 ..................................................................... .. (12)2.2.2 存在弱密码 ..................................................................... ................................ 13 2.3 针对DES的一些破解方法 ..................................................................... ................. 14 2.4 DES的改进算法 ..................................................................... (15)2.4.1 3DES算法细节 ..................................................................... ........................... 15 第三章针对DES密钥长度的两个改进 ..................................................................... .. 17 3.1 基于对换迭代结果的密钥扩展 ..................................................................... (17)3.1.1算法的基本原理 ..................................................................... ......................... 17 3.2 基于对换迭代子密钥的密钥扩展 ..................................................................... .. (19)3.2.1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 ....................................................... 21 4.1 两种改进的算法分析 ..................................................................... (21)4.1.1 算法效率 ..................................................................... (21)4.1.2 算法的安全性 ..................................................................... ............................ 21 4.2 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，Data Encryption Standard)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。

摘要随着计算机的应用和网络技术的不断发展，网络间的通讯量不断的加大，人们的个人信息、网络间的文件传递、电子商务等方面都需要大力的保护，文件加密技术也就随之产生。

文件的加密主要是由加密算法实现，加密算法有多种，常见的有RSA、DES、MD5等。

本程序设计对文件的加密使用的是DES加密算法。

DES是分块加密的。

DES用软件进行解码需要用很长时间，而用硬件解码速度非常快，1977年，人们估计要耗资两千万美元才能建成一个专门计算机用于DES的解密，而且需要12个小时的破解才能得到结果。

所以，当时DES被认为是一种十分强壮的加密方法。

但今天，只需二十万美元就可以制造一台破译DES的特殊的计算机，所以现在 DES 对要求“强壮”加密的场合已经不再适用了。

Java语言具有简单、安全、可移植、面向对象、健壮、多线程、体系结构中立、解释执行、高性能、分布式和动态等主要特点。

利用Java语言中秘密密钥工厂对DES算法的支持，使程序实现文件加密、解密两大功能更简单。

本程序设计所采用的就是DES算法。

同时利用Java的GUI编程，生成文本对话框，对文件的路径进行选择、提供密钥框、加密和解密按钮。

使用本程序可以对txt，word等多种文件进行加密解密，使用便捷实用，功能完善，满足了用户对文件安全性的需求。

关键词：JA V A ，DES，加密，解密。

目录1题目分析 (1)1.1课程设计的要求和内容 (1)1.2 DES算法描述 (1)2概要设计 (3)2.1抽象数据类型的定义 (3)2.1.1 程序所需要引入的包 (3)2.1.2 其他定义 (3)2.2主程序流程图 (4)2.3各程序模块之间的层次(调用)关系 (4)3详细设计 (6)3.1 窗体的设计与实现 (6)3.2文件导入模块 (8)4测试分析与结果 (9)4.1. 测试结果 (9)4.1.1运行程序 (9)4.1.2加密 (9)4.1.3解密 (11)总结 (13)参考文献 (14)附录 (15)1题目分析1.1课程设计的要求和内容基本要求：1.利用某种加密算法对指定的文本文件进行加密（应判断其是否已经加密，若已加密则结束该步骤，否则提示输入加密口令，对文件进行加密）；2.加密解密方法：本设计采用DES加密算法。

毕业设计（论文）任务书题目基于DES对称加密算法的设计与实现专业网络工程（信息安全）学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：系统是用Microsoft Visual Studio 2008所做的基于DES算法的软件，用于对文件进行加密和解密。

基本要求：1. 实现对各种文件的加密功能，并能实现对加密文件的解密功能。

2．设计严谨、功能完备。

3．界面简洁大方,使用方便。

主要参考资料：[1] 孙晓非，冉晓旻，冯冠.C#程序设计基础教程与实验指导[？].清华大学出版社,2008年11 月[2] 马骏，侯彦娥，贾培艳.C#网络应用编程[？].人民邮电出版社.2010年2月[3] 张焕国，刘玉珍.密码学引论[？].武汉大学出版社.2003年10月完成期限：2014年5月20日指导教师签名：专业负责人签名：年月日目录摘要 (4)ABSTRACT (5)1.绪论： (6)2．系统介绍 (6)2.1密码学简介 (6)2.1.1 密码学的历史 (6)2.1.2 密码学的现状 (8)2.1.3 密码学的分类 (8)2.2典型的对称加密算法 (8)2.2.1 DES对称加密算法 (8)2.2.2 3DES对称加密算法 (11)2.2.3RC4密码流对称加密算法 (12)2.4 AES对称加密算法 (14)3.DES算法的分析 (15)3.1 DES算法的基本原理 (15)3.2 DES算法运算过程............................................................................ 错误！未定义书签。

3.2.1 密钥生成............................................................................... 错误！未定义书签。

3.2.2 数据的加密操作................................................................... 错误！未定义书签。

des毕业设计DES毕业设计随着科技的不断发展，计算机科学与技术专业的学生在大学期间都需要完成一项毕业设计。

DES（Data Encryption Standard）毕业设计是一个非常有挑战性的项目，涉及到数据加密和解密的领域。

在本文中，我将探讨DES毕业设计的重要性、挑战以及一些可能的解决方案。

首先，我们来探讨DES毕业设计的重要性。

在当今数字化时代，数据安全是一个非常重要的问题。

随着互联网的普及和信息技术的迅猛发展，个人和机构的敏感信息面临着被黑客攻击和窃取的风险。

因此，数据加密和解密成为了保护数据安全的重要手段。

DES毕业设计就是为了培养学生在数据加密和解密方面的技能，使他们能够在未来的职业生涯中为数据安全做出贡献。

然而，DES毕业设计也面临着一些挑战。

首先，DES算法本身就是一个复杂且高度技术性的主题。

学生需要理解DES算法的原理、流程和实现方法。

其次，DES算法的安全性也是一个重要的考虑因素。

学生需要了解DES算法的强度和潜在的漏洞，以便设计出更安全的解决方案。

此外，学生还需要具备良好的编程和算法分析能力，以实现和评估他们的DES毕业设计。

针对DES毕业设计的挑战，我们可以提出一些可能的解决方案。

首先，学生可以通过深入研究DES算法的相关文献和资料来提高他们对算法的理解。

他们可以学习DES算法的数学原理和密码学概念，以便更好地理解和实现算法。

其次，学生可以参加相关的培训课程或研讨会，以提高他们的技术能力和知识水平。

这些培训课程可以提供实践经验和实际案例，帮助学生更好地了解DES算法的应用和挑战。

最后，学生可以与导师或其他专业人士合作，共同研究和讨论DES毕业设计的问题和解决方案。

这样可以获得更多的指导和反馈，帮助学生克服困难并取得更好的成果。

总结起来，DES毕业设计是一个重要且具有挑战性的项目。

它涉及到数据加密和解密的领域，对于培养学生的技能和知识非常有益。

然而，DES毕业设计也面临着一些挑战，包括DES算法的复杂性和安全性。

DES算法的研究孙东波新疆师范大学数理信息学院数学04-3班摘要：本文以简洁通俗的语言介绍了DES的可逆正确性的原因，以及由此所引起的DES的各个部分的讨论，并找出了几个置换的数学表达式。

详细的讨论了DES的设计思想，并简要介绍了基于DES的Blowfish算法。

关键词：可逆正确性；数学表达式；Blowfish算法；DES algorithm researchSun Dong boXinjiang Normal University Institute of Mathematics of mathematical information classes 04-3 Abstract:The simple common language on the DES of the correctness of the reasons for the irreversible, and the resulting caused by DES in various parts of the discussion, and find a few replacement of the mathematical expression. The detailed discussion DES design concept, and introduced briefly based on the DES Blowfish algorithm.Key words: reversible correctness; mathematical expression; Blowfish algorithm;DES算法的研究DES简介：1973年美国国家标准局（national bureau of standards ,NBS）认识到建立数据加密标准的迫切性，开始征集联邦数据加密标准。

1975年3月17日NBS 公布了IBM公司提供的密码算法，经过两年多的公开讨论之后，1977年1月15日NBS宣布批准其作为联邦信息处理标准46号（即FIPS-46），同年7月15日开始生效。