3个著名加密算法(MD5、RSA、DES)的解析
??? MD5將任意長度的“字節串”變換成一個128bit的大整數，并且它是一個不可逆的字符串變換算法，換句話說就是，即使你看到源程序和算法描述，也無法將一個MD5的值變換回原始的字符串，從數學原理上說，是因為原始的字符串有無窮多個，這有點象不存在反函數的數學函數。
??? MD5的典型應用是對一段Message(字節串)產生fingerprint(指紋)，以防止被“篡改”。舉個例子，你將一段話寫在一個叫 readme.txt文件中，并對這個readme.txt產生一個MD5的值并記錄在案，然后你可以傳播這個文件給別人，別人如果修改了文件中的任何內容，你對這個文件重新計算MD5時就會發現。如果再有一個第三方的認證機構，用MD5還可以防止文件作者的“抵賴”，這就是所謂的數字簽名應用。
??? MD5還廣泛用于加密和解密技術上，在很多操作系統中，用戶的密碼是以MD5值（或類似的其它算法）的方式保存的， 用戶Login的時候，系統是把用戶輸入的密碼計算成MD5值，然后再去和系統中保存的MD5值進行比較，而系統并不“知道”用戶的密碼是什么。
RSA是第一個既能用于數據加密也能用于數字簽名的算法。它易于理解和操作，也很流行。算法的名字以發明者的名字命名：Ron?Rivest,?Adi?Shamir?和Leonard?Adleman。但RSA的安全性一直未能得到理論上的證明。它經歷了各種攻擊，至今未被完全攻破。
DES算法?
美國國家標準局1973年開始研究除國防部外的其它部門的計算機系統的數據加密標準，于1973年5月15日和1974年8月27日先后兩次向公眾發出了征求加密算法的公告。?1977年1月，美國政府頒布：采納IBM公司設計的方案作為非機密數據的正式數據加密標準（DES?Data?Encryption?Standard）。?
1.加密算法之MD5算法
在一些初始化處理后，MD5以512位分組來處理輸入文本，每一分組又劃分為16個32位子分組。算法的輸出由四個32位分組組成，將它們級聯形成一個128位散列值。?
首先填充消息使其長度恰好為一個比512位的倍數僅小64位的數。填充方法是附一個1在消息后面，后接所要求的多個0，然后在其后附上64位的消息長度（填充前）。這兩步的作用是使消息長度恰好是512位的整數倍（算法的其余部分要求如此），同時確保不同的消息在填充后不相同。?
四個32位變量初始化為：?
A=0x01234567?
B=0x89abcdef?
C=0xfedcba98?
D=0x76543210?
它們稱為鏈接變量（chaining?variable）?
接著進行算法的主循環，循環的次數是消息中512位消息分組的數目。?
將上面四個變量復制到別外的變量中：A到a，B到b，C到c，D到d。?
主循環有四輪（MD4只有三輪），每輪很相擬。第一輪進行16次操作。每次操作對a，b，c和d中的其中三個作一次非線性函數運算，然后將所得結果加上第四個變量，文本的一個子分組和一個常數。再將所得結果向右環移一個不定的數，并加上a，b，c或d中之一。最后用該結果取代a，b，c或d中之一。?
以一下是每次操作中用到的四個非線性函數（每輪一個）。?
F(X,Y,Z)=(X&Y)|((~X)&Z)?
G(X,Y,Z)=(X&Z)|(Y&(~Z))?
H(X,Y,Z)=X^Y^Z?
I(X,Y,Z)=Y^(X|(~Z))?
(&是與,|是或,~是非,^是異或)?
這些函數是這樣設計的：如果X、Y和Z的對應位是獨立和均勻的，那么結果的每一位也應是獨立和均勻的。?
函數F是按逐位方式操作：如果X，那么Y，否則Z。函數H是逐位奇偶操作符。?
設Mj表示消息的第j個子分組（從0到15），<<<?s表示循環左移s位，則四種操作為：?
FF(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+(F(b,c,d)+Mj+ti)<<<?s)?
GG(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+(G(b,c,d)+Mj+ti)<<<?s)?
HH(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+(H(b,c,d)+Mj+ti)<<<?s)?
II(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+(I(b,c,d)+Mj+ti)<<<?s)?
這四輪（64步）是：?
第一輪?
FF(a,b,c,d,M0,7,0xd76aa478)?
FF(d,a,b,c,M1,12,0xe8c7b756)?
FF(c,d,a,b,M2,17,0x242070db)?
FF(b,c,d,a,M3,22,0xc1bdceee)?
FF(a,b,c,d,M4,7,0xf57c0faf)?
FF(d,a,b,c,M5,12,0x4787c62a)?
FF(c,d,a,b,M6,17,0xa8304613)?
FF(b,c,d,a,M7,22,0xfd469501)?
FF(a,b,c,d,M8,7,0x698098d8)?
FF(d,a,b,c,M9,12,0x8b44f7af)?
FF(c,d,a,b,M10,17,0xffff5bb1)?
FF(b,c,d,a,M11,22,0x895cd7be)?
FF(a,b,c,d,M12,7,0x6b901122)?
FF(d,a,b,c,M13,12,0xfd987193)?
FF(c,d,a,b,M14,17,0xa679438e)?
FF(b,c,d,a,M15,22,0x49b40821)?
第二輪?
GG(a,b,c,d,M1,5,0xf61e2562)?
GG(d,a,b,c,M6,9,0xc040b340)?
GG(c,d,a,b,M11,14,0x265e5a51)?
GG(b,c,d,a,M0,20,0xe9b6c7aa)?
GG(a,b,c,d,M5,5,0xd62f105d)?
GG(d,a,b,c,M10,9,0x02441453)?
GG(c,d,a,b,M15,14,0xd8a1e681)?
GG(b,c,d,a,M4,20,0xe7d3fbc8)?
GG(a,b,c,d,M9,5,0x21e1cde6)?
GG(d,a,b,c,M14,9,0xc33707d6)?
GG(c,d,a,b,M3,14,0xf4d50d87)?
GG(b,c,d,a,M8,20,0x455a14ed)?
GG(a,b,c,d,M13,5,0xa9e3e905)?
GG(d,a,b,c,M2,9,0xfcefa3f8)?
GG(c,d,a,b,M7,14,0x676f02d9)?
GG(b,c,d,a,M12,20,0x8d2a4c8a)?
第三輪?
HH(a,b,c,d,M5,4,0xfffa3942)?
HH(d,a,b,c,M8,11,0x8771f681)?
HH(c,d,a,b,M11,16,0x6d9d6122)?
HH(b,c,d,a,M14,23,0xfde5380c)?
HH(a,b,c,d,M1,4,0xa4beea44)?
HH(d,a,b,c,M4,11,0x4bdecfa9)?
HH(c,d,a,b,M7,16,0xf6bb4b60)?
HH(b,c,d,a,M10,23,0xbebfbc70)?
HH(a,b,c,d,M13,4,0x289b7ec6)?
HH(d,a,b,c,M0,11,0xeaa127fa)?
HH(c,d,a,b,M3,16,0xd4ef3085)?
HH(b,c,d,a,M6,23,0x04881d05)?
HH(a,b,c,d,M9,4,0xd9d4d039)?
HH(d,a,b,c,M12,11,0xe6db99e5)?
HH(c,d,a,b,M15,16,0x1fa27cf8)?
HH(b,c,d,a,M2,23,0xc4ac5665)?
第四輪?
II(a,b,c,d,M0,6,0xf4292244)?
II(d,a,b,c,M7,10,0x432aff97)?
II(c,d,a,b,M14,15,0xab9423a7)?
II(b,c,d,a,M5,21,0xfc93a039)?
II(a,b,c,d,M12,6,0x655b59c3)?
II(d,a,b,c,M3,10,0x8f0ccc92)?
II(c,d,a,b,M10,15,0xffeff47d)?
II(b,c,d,a,M1,21,0x85845dd1)?
II(a,b,c,d,M8,6,0x6fa87e4f)?
II(d,a,b,c,M15,10,0xfe2ce6e0)?
II(c,d,a,b,M6,15,0xa3014314)?
II(b,c,d,a,M13,21,0x4e0811a1)?
II(a,b,c,d,M4,6,0xf7537e82)?
II(d,a,b,c,M11,10,0xbd3af235)?
II(c,d,a,b,M2,15,0x2ad7d2bb)?
II(b,c,d,a,M9,21,0xeb86d391)?
常數ti可以如下選擇：?
在第i步中，ti是4294967296*abs(sin(i))的整數部分,i的單位是弧度。?
(2的32次方)?
所有這些完成之后，將A，B，C，D分別加上a，b，c，d。然后用下一分組數據繼續運行算法，最后的輸出是A，B，C和D的級聯。?
MD5的安全性?
MD5相對MD4所作的改進：?
1.增加了第四輪.?
2.每一步均有唯一的加法常數.?
3.為減弱第二輪中函數G的對稱性從(X&Y)|(X&Z)|(Y&Z)變為(X&Z)|(Y&(~Z))?
4.第一步加上了上一步的結果,這將引起更快的雪崩效應.?
5.改變了第二輪和第三輪中訪問消息子分組的次序,使其更不相似.?
6.近似優化了每一輪中的循環左移位移量以實現更快的雪崩效應.各輪的位移量互不相同.
2.加密算法之RSA算法
它是第一個既能用于數據加密也能用于數字簽名的算法。它易于理解和操作，也很流行。算法的名字以發明者的名字命名：Ron?Rivest,?Adi?Shamir?和Leonard?Adleman。但RSA的安全性一直未能得到理論上的證明。它經歷了各種攻擊，至今未被完全攻破。?
一、RSA算法?:?
首先,?找出三個數,?p,?q,?r,?
其中?p,?q?是兩個相異的質數,?r?是與?(p-1)(q-1)?互質的數......?
p,?q,?r?這三個數便是?private?key?
接著,?找出?m,?使得?rm?==?1?mod?(p-1)(q-1).....?
這個?m?一定存在,?因為?r?與?(p-1)(q-1)?互質,?用輾轉相除法就可以得到了.....?
再來,?計算?n?=?pq.......?
m,?n?這兩個數便是?public?key?
編碼過程是,?若資料為?a,?將其看成是一個大整數,?假設?a?<?n....?
如果?a?>=?n?的話,?就將?a?表成?s?進位?(s?<=?n,?通常取?s?=?2^t),?
則每一位數均小於?n,?然後分段編碼......?
接下來,?計算?b?==?a^m?mod?n,?(0?<=?b?<?n),?
b?就是編碼後的資料......?
解碼的過程是,?計算?c?==?b^r?mod?pq?(0?<=?c?<?pq),?
於是乎,?解碼完畢......?等會會證明?c?和?a?其實是相等的?
如果第三者進行竊聽時,?他會得到幾個數:?m,?n(=pq),?b......?
他如果要解碼的話,?必須想辦法得到?r......?
所以,?他必須先對?n?作質因數分解.........?
要防止他分解,?最有效的方法是找兩個非常的大質數?p,?q,?
使第三者作因數分解時發生困難.........?
<定理>?
若?p,?q?是相異質數,?rm?==?1?mod?(p-1)(q-1),?
a?是任意一個正整數,?b?==?a^m?mod?pq,?c?==?b^r?mod?pq,?
則?c?==?a?mod?pq?
證明的過程,?會用到費馬小定理,?敘述如下:?
m?是任一質數,?n?是任一整數,?則?n^m?==?n?mod?m?
(換另一句話說,?如果?n?和?m?互質,?則?n^(m-1)?==?1?mod?m)?
運用一些基本的群論的知識,?就可以很容易地證出費馬小定理的........?
<證明>?
因為?rm?==?1?mod?(p-1)(q-1),?所以?rm?=?k(p-1)(q-1)?+?1,?其中?k?是整數?
因為在?modulo?中是?preserve?乘法的?
(x?==?y?mod?z?and?u?==?v?mod?z?=>?xu?==?yv?mod?z),?
所以,?c?==?b^r?==?(a^m)^r?==?a^(rm)?==?a^(k(p-1)(q-1)+1)?mod?pq?
1.?如果?a?不是?p?的倍數,?也不是?q?的倍數時,?
則?a^(p-1)?==?1?mod?p?(費馬小定理)?=>?a^(k(p-1)(q-1))?==?1?mod?p?
a^(q-1)?==?1?mod?q?(費馬小定理)?=>?a^(k(p-1)(q-1))?==?1?mod?q?
所以?p,?q?均能整除?a^(k(p-1)(q-1))?-?1?=>?pq?|?a^(k(p-1)(q-1))?-?1?
即?a^(k(p-1)(q-1))?==?1?mod?pq?
=>?c?==?a^(k(p-1)(q-1)+1)?==?a?mod?pq?
2.?如果?a?是?p?的倍數,?但不是?q?的倍數時,?
則?a^(q-1)?==?1?mod?q?(費馬小定理)?
=>?a^(k(p-1)(q-1))?==?1?mod?q?
=>?c?==?a^(k(p-1)(q-1)+1)?==?a?mod?q?
=>?q?|?c?-?a?
因?p?|?a?
=>?c?==?a^(k(p-1)(q-1)+1)?==?0?mod?p?
=>?p?|?c?-?a?
所以,?pq?|?c?-?a?=>?c?==?a?mod?pq?
3.?如果?a?是?q?的倍數,?但不是?p?的倍數時,?證明同上?
4.?如果?a?同時是?p?和?q?的倍數時,?
則?pq?|?a?
=>?c?==?a^(k(p-1)(q-1)+1)?==?0?mod?pq?
=>?pq?|?c?-?a?
=>?c?==?a?mod?pq?
Q.E.D.?
這個定理說明?a?經過編碼為?b?再經過解碼為?c?時,?a?==?c?mod?n?(n?=?pq)....?
但我們在做編碼解碼時,?限制?0?<=?a?<?n,?0?<=?c?<?n,?
所以這就是說?a?等於?c,?所以這個過程確實能做到編碼解碼的功能.....?
二、RSA?的安全性?
RSA的安全性依賴于大數分解，但是否等同于大數分解一直未能得到理論上的證明，因為沒有證明破解?RSA就一定需要作大數分解。假設存在一種無須分解大數的算法，那它肯定可以修改成為大數分解算法。目前，?RSA?的一些變種算法已被證明等價于大數分解。不管怎樣，分解n是最顯然的攻擊方法。現在，人們已能分解多個十進制位的大素數。因此，模數n?必須選大一些，因具體適用情況而定。?
三、RSA的速度?
由于進行的都是大數計算，使得RSA最快的情況也比DES慢上倍，無論是軟件還是硬件實現。速度一直是RSA的缺陷。一般來說只用于少量數據加密。?
四、RSA的選擇密文攻擊?
RSA在選擇密文攻擊面前很脆弱。一般攻擊者是將某一信息作一下偽裝(?Blind)，讓擁有私鑰的實體簽署。然后，經過計算就可得到它所想要的信息。實際上，攻擊利用的都是同一個弱點，即存在這樣一個事實：乘冪保留了輸入的乘法結構：?
(?XM?)^d?=?X^d?*M^d?mod?n?
前面已經提到，這個固有的問題來自于公鑰密碼系統的最有用的特征--每個人都能使用公鑰。但從算法上無法解決這一問題，主要措施有兩條：一條是采用好的公鑰協議，保證工作過程中實體不對其他實體任意產生的信息解密，不對自己一無所知的信息簽名；另一條是決不對陌生人送來的隨機文檔簽名，簽名時首先使用One-Way?HashFunction?對文檔作HASH處理，或同時使用不同的簽名算法。在中提到了幾種不同類型的攻擊方法。?
五、RSA的公共模數攻擊?
若系統中共有一個模數，只是不同的人擁有不同的e和d，系統將是危險的。最普遍的情況是同一信息用不同的公鑰加密，這些公鑰共模而且互質，那末該信息無需私鑰就可得到恢復。設P為信息明文，兩個加密密鑰為e1和e2，公共模數是n，則：?
C1?=?P^e1?mod?n?
C2?=?P^e2?mod?n?
密碼分析者知道n、e1、e2、C1和C2，就能得到P。?
因為e1和e2互質，故用Euclidean算法能找到r和s，滿足：?
r?*?e1?+?s?*?e2?=?1?
假設r為負數，需再用Euclidean算法計算C1^(-1)，則?
(?C1^(-1)?)^(-r)?*?C2^s?=?P?mod?n?
另外，還有其它幾種利用公共模數攻擊的方法。總之，如果知道給定模數的一對e和d，一是有利于攻擊者分解模數，一是有利于攻擊者計算出其它成對的e’和d’，而無需分解模數。解決辦法只有一個，那就是不要共享模數n。?
RSA的小指數攻擊。?有一種提高?RSA速度的建議是使公鑰e取較小的值，這樣會使加密變得易于實現，速度有?
所提高。但這樣作是不安全的，對付辦法就是e和d都取較大的值。?
RSA算法是第一個能同時用于加密和數字簽名的算法，也易于理解和操作。RSA是被研究得最廣泛的公鑰算法，從提出到現在已近二十年，經歷了各種攻擊的考驗，逐漸為人們接受，普遍認為是目前最優秀的公鑰方案之一。RSA的安全性依賴于大數的因子分解，但并沒有從理論上證明破譯RSA的難度與大數分解難度等價。即RSA的重大缺陷是無法從理論上把握它的保密性能如何，而且密碼學界多數人士傾向于因子分解不是NPC問題。?RSA的缺點主要有：A)產生密鑰很麻煩，受到素數產生技術的限制，因而難以做到一次一密。B)分組長度太大，為保證安全性，n?至少也要?600?bits?以上，使運算代價很高，尤其是速度較慢，較對稱密碼算法慢幾個數量級；且隨著大數分解技術的發展，這個長度還在增加，不利于數據格式的標準化。目前，SET(?Secure?Electronic?Transaction?)協議中要求CA采用比特長的密鑰，其他實體使用比特的密鑰。
3.加密算法之DES算法
一、DES算法?
美國國家標準局1973年開始研究除國防部外的其它部門的計算機系統的數據加密標準，于1973年5月15日和1974年8月27日先后兩次向公眾發出了征求加密算法的公告。加密算法要達到的目的（通常稱為DES?密碼算法要求）主要為以下四點：?☆提供高質量的數據保護，防止數據未經授權的泄露和未被察覺的修改；?
☆具有相當高的復雜性，使得破譯的開銷超過可能獲得的利益，同時又要便于理解和掌握；?
☆DES密碼體制的安全性應該不依賴于算法的保密，其安全性僅以加密密鑰的保密為基礎；?
☆實現經濟，運行有效，并且適用于多種完全不同的應用。?
1977年1月，美國政府頒布：采納IBM公司設計的方案作為非機密數據的正式數據加密標準（DES?Data?Encryption?Standard）。?
目前在國內，隨著三金工程尤其是金卡工程的啟動，DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站、高速公路收費站等領域被廣泛應用，以此來實現關鍵數據的保密，如信用卡持卡人的PIN的加密傳輸，IC卡與POS間的雙向認證、金融交易數據包的MAC校驗等，均用到DES算法。?
DES算法的入口參數有三個：Key、Data、Mode。其中Key為8個字節共64位，是DES算法的工作密鑰；Data也為8個字節64位，是要被加密或被解密的數據；Mode為DES的工作方式，有兩種：加密或解密。?
DES算法是這樣工作的：如Mode為加密，則用Key?去把數據Data進行加密，?生成Data的密碼形式（64位）作為DES的輸出結果；如Mode為解密，則用Key去把密碼形式的數據Data解密，還原為Data的明碼形式（64位）作為DES的輸出結果。在通信網絡的兩端，雙方約定一致的Key，在通信的源點用Key對核心數據進行DES加密，然后以密碼形式在公共通信網（如電話網）中傳輸到通信網絡的終點，數據到達目的地后，用同樣的Key對密碼數據進行解密，便再現了明碼形式的核心數據。這樣，便保證了核心數據（如PIN、MAC等）在公共通信網中傳輸的安全性和可靠性。?
通過定期在通信網絡的源端和目的端同時改用新的Key，便能更進一步提高數據的保密性，這正是現在金融交易網絡的流行做法。?
DES算法詳述?
DES算法把64位的明文輸入塊變為64位的密文輸出塊，它所使用的密鑰也是64位，整個算法的主流程圖如下：?
其功能是把輸入的64位數據塊按位重新組合，并把輸出分為L0、R0兩部分，每部分各長32位，其置換規則見下表：?
58,50,12,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,?
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,?
即將輸入的第58位換到第一位，第50位換到第2位，...，依此類推，最后一位是原來的第7位。L0、R0則是換位輸出后的兩部分，L0是輸出的左32位，R0?是右32位，例：設置換前的輸入值為D1D2D3......D64，則經過初始置換后的結果為：L0=D58D50...D8；R0=D57D49...D7。?
經過16次迭代運算后。得到L16、R16，將此作為輸入，進行逆置換，即得到密文輸出。逆置換正好是初始置的逆運算，例如，第1位經過初始置換后，處于第40位，而通過逆置換，又將第40位換回到第1位，其逆置換規則如下表所示：?
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,?
34,2,42,10,50,18,58?26,33,1,41,?9,49,17,57,25,?
放大換位表?
32,?1,?2,?3,?4,?5,?4,?5,?6,?7,?8,?9,?8,?9,?10,11,?
12,13,12,13,14,15,16,17,16,17,18,19,20,21,20,21,?
22,23,24,25,24,25,26,27,28,29,28,29,30,31,32,?1,?
單純換位表?
16,7,20,21,29,12,28,17,?1,15,23,26,?5,18,31,10,?
2,8,24,14,32,27,?3,?9,19,13,30,?6,22,11,?4,25,?
在f(Ri,Ki)算法描述圖中，S1,S2...S8為選擇函數，其功能是把6bit數據變為4bit數據。下面給出選擇函數Si(i=1,2......的功能表：?
選擇函數Si?
S1:?
14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,?
0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,?
4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,?
15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13,?
S2:?
15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,?
3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,?
0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,?
13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9,?
S3:?
10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,?
13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,?
13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,?
1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12,?
S4:?
7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,?
13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,?
10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,?
3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14,?
S5:?
2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,?
14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,?
4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,?
11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3,?
S6:?
12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,?
10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,?
9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,?
4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,?
S7:?
4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,?
13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,?
1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,?
6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,?
S8:?
13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,?
1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,?
7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,?
2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11,?
在此以S1為例說明其功能，我們可以看到：在S1中，共有4行數據，命名為0，1、2、3行；每行有16列，命名為0、1、2、3，......，14、15列。?
現設輸入為：?D＝D1D2D3D4D5D6?
令：列＝D2D3D4D5?
行＝D1D6?
然后在S1表中查得對應的數，以4位二進制表示，此即為選擇函數S1的輸出。下面給出子密鑰Ki(48bit)的生成算法?
從子密鑰Ki的生成算法描述圖中我們可以看到：初始Key值為64位，但DES算法規定，其中第8、16、......64位是奇偶校驗位，不參與DES運算。故Key?實際可用位數便只有56位。即：經過縮小選擇換位表1的變換后，Key?的位數由64?位變成了56位，此56位分為C0、D0兩部分，各28位，然后分別進行第1次循環左移，得到C1、D1，將C1（28位）、D1（28位）合并得到56位，再經過縮小選擇換位2，從而便得到了密鑰K0（48位）。依此類推，便可得到K1、K2、......、K15，不過需要注意的是，16次循環左移對應的左移位數要依據下述規則進行：?
循環左移位數?
1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1?
以上介紹了DES算法的加密過程。DES算法的解密過程是一樣的，區別僅僅在于第一次迭代時用子密鑰K15，第二次K14、......，最后一次用K0，算法本身并沒有任何變化。?
二、DES算法理論圖解?
DES的算法是對稱的，既可用于加密又可用于解密。下圖是它的算法粗框圖。其具體運算過程有如下七步。?
＜缺：找到補上＞?
三、DES算法的應用誤區 ?
DES算法具有極高安全性，到目前為止，除了用窮舉搜索法對DES算法進行攻擊外，還沒有發現更有效的辦法。而56位長的密鑰的窮舉空間為256，這意味著如果一臺計算機的速度是每一秒種檢測一百萬個密鑰，則它搜索完全部密鑰就需要將近2285年的時間，可見，這是難以實現的，當然，隨著科學技術的發展，當出現超高速計算機后，我們可考慮把DES密鑰的長度再增長一些，以此來達到更高的保密程度。?
由上述DES算法介紹我們可以看到：DES算法中只用到64位密鑰中的其中56位，而第8、16、24、......64位8個位并未參與DES運算，這一點，向我們提出了一個應用上的要求，即DES的安全性是基于除了8，16，24，......64位外的其余56位的組合變化256才得以保證的。因此，在實際應用中，我們應避開使用第8，16，24，......64位作為有效數據位，而使用其它的56位作為有效數據位，才能保證DES算法安全可靠地發揮作用。如果不了解這一點，把密鑰Key的8，16，24，.....?.64位作為有效數據使用，將不能保證DES加密數據的安全性，對運用DES來達到保密作用的系統產生數據被破譯的危險，這正是DES算法在應用上的誤區，留下了被人攻擊、被人破譯的極大隱患。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的3个著名加密算法(MD5、RSA、DES)的解析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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