3.2 数据加密标准(DES)

• 学习目标：

     

1.了解数据加密标准加密算法产生的背景。

2.掌握数据加密标准的基本思想。

3.掌握数据加密标准的加密和解密原理。

4.理解DES的安全性。

5.了解多重DES的加解密原理。

• 学习内容：

1.数据加密标准产生的背景：对计算机数据在传输和存储期间实现加密保护。

2.数据加密标准的基本思想：是一种对称加密体制，加密密钥和解密密钥相同。加密时，将二进制序列分成64位一组，用长为64位的秘钥对其进行16轮的代换和置换，最后形成密文。

3.数据加密标准的加密原理：(1)初始置换IP；(2)在64位主密钥产生的16个子秘钥控制下，进行16轮乘积变换：选择扩展运算E，秘钥加密运算，选择压缩运算s，置换运算。(3)逆初始置换。

4.数据加密标准的解密原理：解密和加密步骤完全一样，只是子秘钥的使用次序相反。所以数据加密标准易于标准化和通用化。

5.DES的安全性分析：DES的安全性完全取决于所用的秘钥。(1)优点：具有良好的雪崩效应：明文或密钥的某一位变化，会导致密文的多位发生变化(扩散基本思想)。(2)缺点：存在弱密钥(加密和解密两次就可以破译密码)以及秘钥较短(容易遭受穷举攻击)。

6.多重DES的加解密原理：为了改善DES秘钥较短的缺陷，人们提出了多重DES。(1)二重DES：加密和解密使用两个秘钥。加密和解密的原理要掌握(重点)，安全性分析(中间相遇攻击)要掌握，并且和DES作比较。(2)三重DES：两种实现方式，1)使用两个秘钥的三重DES；2)使用三个秘钥的三重DES。掌握加密和解密原理。

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注意点：

数据加密标准所对应的英文全称：data encrytion standard及简写DES。

课后练习：

1.编程实现DES加密算法。

2.利用在线工具完成DES加解密。网址：https://www.sojson.com/encrypt/