网络安全课程设计Java实现DES加密算法(可视化界面)代码+设计文档_des对称加密算法课程设计

一、DES加密/解密算法

DES是一种对称加密算法，DES算法明文分组长度为64 bit，秘钥长度也为64 bit，但是实际密钥长度只有56位，其中第8、16、24、32、40、48、56、64位是奇偶校验位，用于检查密钥在产生、分配及存储过程中可能发生的错误。

初始置换IP：利用初始置换对明文X进行换位处理，打乱原来的次序，得到一个乱序的64 bit 明文组。

子秘钥生成：在DES中，加密者输入的明文和密钥都是64 bit，其中只有56 bit是有用的位数（因为有8位为奇偶校验位）。但是DES加密过程有16轮循环函数，其中需要用到16个密钥，所以要将这56 bit密钥扩展生成16个48 bit 的子密钥。

轮函数：轮函数中将IP置换后的明文进行16次迭代，每个循环都使用我们之前计算的16个48 bit 密钥之一。

F函数：加密函数f是整个DES算法的核心。函数f如上图所示，函数以长度为32 的比特串 A = R(32 bit)作为第1个输入，以长度为48的比特串变元J = K(48 bit)作为第2个输入，产生的输出是长度为32的比特串。

位选择函数E：对第一个变元A，由给定的选择扩展函数可以将其扩展为48 比特串E(A)。

S盒代换：将 E(A) 和 K 进行异或操作后，把比特串分为8组，一组 6 bit，分别对每一组进行S盒代换。经过S盒，每一组由 6 bit 缩减为 4 bit。

S盒的行号从0到3，列号从0到15。

代换的过程如下，例如需要代换的第一组数据输入为011001，则第一位0和最后一位1组合成的01即为行号，中间的1101为列号，第一组数据对应S1，01转化成10进制为1，1101转化成10进制为13，因此S1中的第1行第13列就为对应的输出，查表得5，转化成2进制为0101。因此0101就为最终的4位输出。

P盒代换：P为固定置换，将经过S盒变换得到的32 bit进行一个置换操作，得到F函数的最终输出。

轮函数步骤：令+表示XOR加法 (模2诸位加法) ，进行16轮，得到R16和L16。

进行16轮，得到R16和L16。

逆初始置换IP-1：轮函数最后一步的左边32 bit和右边32 bit合成64 bit，再进行逆初始置换，得到最终密文。

DES解密：DES的解密过程与加密过程相同，只不过在16次迭代中使用子密钥的次序正好相反。解密时，第1次迭代使用子密钥K16，第2次使用子密钥K15，以此类推…，第16次使用子密钥K1。

加密流程：

解密流程： 

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二、结果运行图