数据加密中的ＤＥＳ加密算法详解(2)

　
　　一个S盒中具有4种替换表(行号用0、1、2、3表示),通过输入的6位的开头和末尾两位选定行,然后按选定的替换表将输入的6位的中间4位进行替代,例如:当向S1输入011011时,开头和结尾的组合是01,所以选中编号为1的替代表,根据中间4位1101,选定第13列,查找表中第1行第13列所示的值为5,即输出0101,这4位就是经过替代后的值。按此进行,输出32位,再按照表4 单纯换位表P进行变换,这样就完成了f(R,K)的变换,如图2所示。
　
　　3.子密钥生成过程
　　钥通常表示为64位的自然数,首先通过压缩换位PC-1去掉每个字节的第8位,用作奇偶校验,因此,密钥去掉第8、16、24……64位减至56位,所以实际密钥长度为56位,而每轮要生成48位的子密钥。
　　输入的64位密钥,首先通过压缩换位得到56位的密钥,每层分成两部分,上部分28位为C0,下部分为D0。C0和D0依次进行循环左移操作生成了C1和D1,将C1和D1合成56位,再通过压缩换位PC-2输出48位的子密钥K1,再将C1和D1进行循环左移和PC-2压缩换位,得到子密钥K2......以此类推,得到16个子密钥。密钥压缩换位表如表6所示。在产生子密钥的过程中,L1、L2、L9、L16是循环左移1位,其余都是左移2位,左移次数如表7所示。
　
　　4.解密处理过程
　　从密文到明文的解密过程可采用与加密完全相同的算法。不过解密要用加密的逆变换,就是把上面的最后换位表和初始换位表完全倒过来变换。这里不再赘述。
　　下面这个例子中演示了如何使用c#中的加密包进行DES算法加密,大家可以借助这个例子一窥DES加密的用法。
　　des_demo.cs代码如下:
　　using System;
　　using System.Security.Cryptography;
　　using System.IO;
　　using System.Text;
　　public class EncryptStringDES {
　　 public static void Main(String[] args) {
　　 if (args.Length < 1) {
　　 Console.WriteLine("Usage: des_demo
　　encrypt>", args[0]);
　　 return;
　　 }
　　 // 使用UTF8函数加密输入参数
　　 UTF8Encoding utf8Encoding = new UTF8Encoding();
　　 byte[] inputByteArray = utf8Encoding.GetBytes(args
　　[0].ToCharArray());
　　 // 方式一:调用默认的DES实现方法DES_CSP.
　　 DES des = DES.Create();
　　 // 方式二:直接使用DES_CSP()实现DES的实体 　　 //DES_CSP DES = new DES_CSP();
　　 // 初始化DES加密的密钥和一个随机的、8比特的初始化向量(IV)
　　 Byte[] key = {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xab,
　　0xcd, 0xef};
　　 Byte[] IV = {0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x90, 0xab,
　　0xcd, 0xef};
　　 des.Key = key;
　　 des.IV = IV;
　　 // 建立加密流
　　 SymmetricStreamEncryptor sse = des.CreateEncryptor();
　　 // 使用CryptoMemoryStream方法获取加密过程的输出
　　 CryptoMemoryStream cms = new CryptoMemoryStream();
　　 // 将SymmetricStreamEncryptor流中的加密数据输出到
　　CryptoMemoryStream中
　　 sse.SetSink(cms);
　　 // 加密完毕,将结果输出到控制台
　　 sse.Write(inputByteArray);
　　 sse.CloseStream();
　　 // 获取加密数据
　　 byte[] encryptedData = cms.Data;
　　 // 输出加密后结果
　　 Console.WriteLine("加密结果:");
　　 for (int i = 0; i < encryptedData.Length; i++) {
　　 Console.Write("{0:X2} ",encryptedData[i]);
　　 }
　　 Console.WriteLine();
　　 //上面演示了如何进行加密,下面演示如何进行解密
　　 SymmetricStreamDecryptor ssd = des.CreateDecryptor();