Des类,java代码(二)

2014-11-24 10:38:38 · 作者: · 浏览: 2
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 例说明其功能,我们可以看到:在S1中,共有4行数据,命名 0,1、2、3行;每行有16列,命名 0、1、2、3,......,14、15列。

现设输入 : D=D1D2D3D4D5D6
令:列=D2D3D4D5
行=D1D6

然后在S1表中查得对应的数,以4位二进 表示,此即 选择函数S1的输出。下面给出子密钥Ki(48bit)的生成算法

从子密钥Ki的生成算法描述图中我们可以看到:初始Key值 64位,但DES算法规定,其中第8、16、......64位是奇偶校验位,不参与DES运算。故Key 实际可用位数便只有56位。即:经过缩小选择换位表1的变换后,Key 的位数由64 位变成了56位,此56位分 C0、D0两部分,各28位,然后分别进行第1次循环左移,得到C1、D1,将C1(28位)、D1(28位)合 得到56位,再经过缩小选择换位2,从而便得到了密钥K0(48位)。依此类推,便可得到K1、K2、......、K15,不过需要注意的是,16次循环左移对应的左移位数要依据下述规则进行:

循环左移位数
1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
以上介绍了DES算法的加密过程。DES算法的解密过程是一样的,区别仅仅在於第一次迭代时用子密钥K15,第二次K14、......,最后一次用K0,算法本身并没有任何变化。
DES算法具有极高安全性,到目前 止,除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外,还没有发现更有效的办法。而56位长的密钥的穷举空间 256,这意味著如果一台计算机的速度是每一秒种检测一百万个密钥,则它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间,可见,这是难以实现的,当然,随著科学技术的发展,当出现超高速计算机后,我们可考虑把DES密钥的长度再增长一些,以此来达到更高的保密程度。

由上述DES算法介绍我们可以看到:DES算法中只用到64位密钥中的其中56位,而第8、16、24、......64位8个位并未参与DES运算,这一点,向我们提出了一个应用上的要求,即DES的安全性是基於除了8,16,24,......64位外的其 56位的组合变化256才得以保证的。因此,在实际应用中,我们应避开使用第8,16,24,......64位作 有效数据位,而使用其它的56位作 有效数据位,才能保证DES算法安全可靠地发挥作用。如果不 解这一点,把密钥Key的8,16,24,..... .64位作 有效数据使用,将不能保证DES加密数据的安全性,对运用DES来达到保密作用的系统 生数据被破译的危险,这正是DES算法在应用上的误区,是各级技术人员、各级领导在使用过程中应绝对避免的,而当今各金融部门及非金融部门,在运用DES工作,掌握DES工作密钥Key的领导、主管们,极易忽略,给使用中貌似安全的系统,留下了被人攻击、被人破译的极大隐患。
DES算法应用误区的验证数据

笔者用Turbo C编写了DES算法程序,并在PC机上对上述的DES 算法的应用误区进行了 ,其验证数据如下:

Key: 0x30 0x30 0x30 0x30......0x30(8个字节)
Data: 0x31 0x31 0x31 0x31......0x31(8个字节)
Mode: Encryption
结果:65 5e a6 28 cf 62 58 5f

如果把上述的Key换 8个字节的0x31,而Data和Mode均不变,则执行DES 后得到的密文完全一样。类似地,用Key:8个0x32和用Key:8个0x33 去加密Data (8 个0x31),二者的图文输出也是相同的:5e c3 ac e9 53 71 3b ba
我们可以得到出结论:
Key用0x30与用0x31是一样的;
Key用0x32与用0x33是一样的,......

当Key由8个0x32换成8个0x31后,貌似换成了新的Key,但由於0x30和0x31仅仅是在第8,16,24......64有变化,而DES算法并不使用Key的第8,16,......64位作 Key的有效数据位,故:加密出的结果是一样的。
DES解密的验证数据:

Key: 0x31 0x31......0x31(8个0x31)
Data: 65 5e a6 28 cf 62 58 5f
Mode: Decryption
结果:0x31 0x31......0x31(8个0x31)

由以上看出:DES算法加密与解密均工作正确。唯一需要避免的是:在应用中,避开使用Key的第8,16......64位作 有效数据位,从而便避开了DES 算法在应用中的误区。
避开DES算法应用误区的具体操作

在DES密钥Key的使用、管理及密钥更换的过程中,应绝对避开DES 算法的应用误区,即:绝对不能把Key的第8,16,24......64位作 有效数据位,来对Key 进行管理。这一点,特别推荐给金融银行界及非金融业界的领导及决策者们,尤其是负责管理密钥的人,要对此点予以高度重视。有的银行金融交易网络,利用定期更换DES密钥Key的办法来进一步提高系统的安全性和可靠性,如果忽略了上述应用误区,那 ,更换新密钥将是徒劳的,对金融交易网络的安全运行将是十分危险的,所以更换密钥一定要保证新Key与旧Key真正的不同,即除了第8,16,24,...64位外其它位数据发生了变化,请务必对此保持高度重视!

* @author zy20022630
*/
/**
* 本类实现的是基本数据类型上的算法运算
*/
public class DES {
// 密钥
private String key;
// 为了字节数组与字符串互换而使用的
private static final String BA