DES加密算法的设计与实现---毕业论文.doc

1、 本 科 毕 业 论 文 DES 加密算法 的设计 与 实现 DES Encrypts The Study and Application of Algorithms 姓 名： 学 号： 学 院：软件学院 系：软件工程 专 业：软件工程 年 级： 指导教师： 年 月 摘 要 电 子计算机的出现是 20 世纪 的大事，它改变了我们这个世界的面貌。 它带来了人类历史上的第三次革命 信息革命。 在计算机网络深入普及的信息时代，信息本身就是时间，就是财富。 然而 信息的传输通道是脆弱的公共信道， 信息的安全受到了严重的威胁。信息的保密对于个人、公司、国家都有着极其重要的意义。信息的泄密将对个人、公司、

2、国家都带来重大的财产损失已经精神伤害。随着网络技术的进一步发展，各种针对网络的犯罪也越来越严重，个人、公司、国家的隐私机密越来越有着泄密的危险。 如何保护信息的安全使之不被窃取及篡改或破坏是当今普遍关注的大问题。世界各国为研究对 信息的加密，都投入了巨大的人力物力。研究，发展属于中国自己的加密算法，对于中国的国家安全和经济利益都有着深刻的意义。 DES 算法作为加密算法的第一种世界标准，虽然目前已经有了新的替代，但是对于研究加密算法有着巨大的作用。理解，掌握 DES 加密算法对于领会加密算法精神，掌握加密方法都有着巨大作用。 本文就介绍了密码学的形成和发展的过程，密码学的概念及加密技术体系，以

3、及介绍了 DES 加密算法的原理、特点和 DES 的实现过程。 关键词 ：网络安全；加密； DES 算法ABSTRACT The appearance of the electronic computer is a major issue in the 20th century; it has changed our appearance of the world. It has brought the third revolution in the history of mankind -Information revolution. In the information age when

4、the computer network popularizes thoroughly, information is time, it is the wealth. But transmission of information passway fragile public channel, security of information threatens a serious one. The keeping secret of information has extremely important meanings in individual, company, country. To

5、divulge a secret, bring to individual, Company, country great property loss already spiritual injury information. The countries all over the world study the encryption of information, absorbed and enormous manpower and materials. Study, development belongs to the Chinese encryption algorithm; all ha

6、ve deep meanings in national security and economic benefits in China. DES algorithm is as the first kind of world standard of encrypting the algorithm, though there is new substitution at present, but has enormous function in studying the algorithm of encrypting. Understand, know DES encrypt algorit

7、hm encrypt algorithm spirit understanding, grasp encryption method have enormous function. This text introduces the forming of cryptography and course of development, the concept of cryptography and encryption technology system, and has introduced the principle that DES encrypts the algorithm, reali

8、zation course of characteristic and DES. Keyword: Online Security; Encryption; DES Algorithm目 录 第一章 前言 . 1 1.1 课题的意义 . 1 1.2 国内外研究现状 . 1 1.3 论文主要工作 . 2 第二章 加密算法概述 . 3 2.1 算法的特征 . 3 2.2 为什么出现密码 . 3 2.3 密码学的形成 . 4 2.4 密码学简介 . 5 2.5 密码系统 . 7 2.6 加密技术的体系 . 8 第三章 DES 算法简介 . 9 3.1 DES 加密算法的提出 . 9 3.2 DES

9、加密算法的描述 . 10 3.2.1 密钥生成 . 10 3.2.2 数据的加密操作 . 12 3.2.3 数据的解密 . 19 3.2.4 DES 的几种工作方式 . 19 3.3 DES 的安全性及强度 . 20 第四章 DES 算法的实现 . 22 4.1 算法实现接口函数的介绍 . 22 4.1.1 int des(char *data, char *key,int readlen) . 22 4.1.2 int Ddes(char *data, char *key,int readlen). 22 4.1.3 int des3(char *data, char *key, int n

10、 ,int readlen) . 22 4.1.4 int Ddes3(char *data, char*key, int n ,int readlen) . 23 4.1.5 int desN(char*data,char*key,int n_key,int readlen) . 23 4.1.6 int DdesN(char*data,char*key,intn_key,int readlen) . 24 4.2 实验结果分析 . 24 4.2.1 软件界面 . 24 4.2.2 演示过程 . 25 4.2.3 算法性能分析 . 29 4.3 应用实例 . 30 第五章 总结 . 31 参

11、考书目 . 32 致 谢 . 34 Contents Chapter One Preface . 1 1.1 Characteristic of the algorithm. 1 1.2 Why will the password appear. 1 1.3 Forming of cryptography . 2 Chapter Two Pile up the summary of Encrypt algorithms . 3 2.1 Characteristic of the algorithm. 3 2.2 Why will the password appear. 3 2.3 Formi

12、ng of cryptography . 4 2.4 Brief introduction of cryptography . 5 2.5 Cryptography . 7 2.6 System of the encryption . 8 Chapter Three Brief introduction of DES algorithm . 9 3.1 The proposition of DES algorithm. 9 3.2 The description of DES algorithm . 10 3.2.1 The key is produced . 10 3.2.2 Encrypt

13、ion operation of the data . 12 3.2.3 Deciphering of the data . 19 3.2.4 Several kinds of working ways of DES . 19 3.3 Security and intensity of DES . 20 Chapter Four Realization of DES algorithm. 22 4.1 The algorithm realizes the introduction to the interface function. 22 4.1.1 int des(char *data, c

14、har *key,int readlen) . 22 4.1.2 int Ddes(char *data, char *key,int readlen). 22 4.1.3 int des3(char *data, char *key, int n ,int readlen) . 22 4.1.4 int Ddes3(char *data, char*key, int n ,int readlen) . 23 4.1.5 int desN(char*data,char*key,int n_key,int readlen) . 23 4.1.6 int DdesN(char*data,char*

15、key,intn_key,int readlen) . 24 4.2 Analysis of experimental result. 24 4.2.1 Software interface . 24 4.2.2 Demonstrate the course . 25 4.2.3 Analysis of performance of the algorithm . 29 4.3 Employ the embodiment. 30 Chapter Five Summary . 31 Reference . 32 Thanks . 34 第一章 前言 1 第一章 前言 1.1 课题的意义 信息安全

16、的自主性特点决定 了加密算法的研究 和开发必须本土化，因为只有这样才能完全 消除加密算法 是否安全的忧虑，才能放心的用来维护网络信息的安全 。加密 技术是信息安全技术中的核心技术。当前我国 在加密 技术的理论和应用水平方面跟国外相比还有一定的差距。如果没有好 的加密 理论不可能有好 的加密技术，也不可能有先进的、自主的、创新 的加密 技术。因此，必须持之以恒地坚持和加强密码基础 理论研究。 DES 算法是第一个加密标准算法。研究它对理解加密精神，了解加密方法具有深刻的意义。 考虑到信息安全的重要性 和加密算法 本土化的迫切要求， 对加密理论和算法进行研究 具有重要的 理论意义 和 实践意义 。

17、 1.2 国内外研究现状 数据加密作为一项基本技术是所有通信安全的基石。数据加密过程是由形形色色的加密算法来具体实施，它以很小的代价提供很大的安全保护。在多数情况下，数 据加密是保证信息机密性的唯一方法。据不完全统计，到目前为止，已经公开发表的各种加密算法多达数百种。如果按照收发双方密钥是否相同来分类，可以将这些 加密算法分为常规密码算法和公钥密码算法。 在常规密码中，收信方和发信方使用相同的密钥，即加密密钥和解密密钥 是相同或等价的。比较著名的常规密码算法有：美国的 DES 及其各种变形，比如 Triple DES、 GDES、 New DES 和 DES 的前身 Lucifer； 欧洲的

18、IDEA；日本的 FEAL N、 LOKI 91、 Skipjack、 RC4、 RC5 以及以代换密码和转轮密码为代表的古典密码等。在众多的常规密码 中影响最大的是 DES 密码。 在公钥密码中，收信方和发信方使用的密钥互不相同，而且几乎不可能从加密密钥推导解密密钥。比较著名的公钥密码算法有： RSA、背包密码、 McEliece第一章 前言 2 密码、 Diffe Hellman、 Rabin、 Ong Fiat Shamir、零知识证明的算法、椭圆曲线、 EIGamal 算法等 等。最有影响的公钥密码算法是 RSA，它能抵抗到目前为止已知的所有密码攻击。 1.3 论文主要工作 本文通过研

19、究 DES 加密算法原理， 理解加密算法精神，了解加密算法方法。为以后研究加密算法，创造出属于中国自己的加密算法打下基础。 第二章 加密算法概述 3 第二章 加密算法 概述 算法是在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确的规则。通俗点说，就是计算机解题的过程。在这个过程中，无论是形成解题思路还是编写程序，都是在实施某种算法。前者是推理 实现的算法，后者是操作实现的算法。 2.1 算法的特征 有穷性： 一个算法必须保证执行有限步之后结束； 确切性： 算法的每一步骤必须有确切的定义； 输入：一个算法有 0 个或多个输入，以刻画运算对象的初始情况，所谓 0个输入是指算法本身定除了初始条件； 输出

20、：一个算法有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后的结果。没有输出的算法是毫无意义的； 可行性： 算法原则上能够精确地运行，而且人们用笔和纸做有限次运算后即可完成。 2.2 为什么出现密码 自从人类有了战争，就有了密码，所以密码学是一门既古老又年轻 的学科，其历史可以追溯到几千年以前。由于计算机科学技术蓬勃发展，近 20 年来已经作为一门学科来进行研究。在计算机被广泛应用的信息时代，信息的价值众所周知。而大量信息用数据形式存放在计算机系统里。信息的传输则通过公共信道。这些计算机系统和公共信道不是设防的，是很脆弱，容易受到攻击和破坏，而且也不容易被发现，而后果是极其严重的。因为在网络化的今天，计算机犯罪每年使他们遭受的损失巨大，而且还在发展中。如何保护信息的安全已引起各个领域的关注。 在今天的新形势下，通信安全保密问题的研究已不仅仅出于军事、政治和外交上的需 要。科学技术的研究和发展及商业等方面，无一不与信息息息相关。所以信息就是生命，信息就算时间，信息就是财富。由于信息是共享的，信息的扩散会产生社会影响，所以保护信息的安全是信息时代的迫切需要。 保护信息的安全无疑是十分重要的，然而信息的丢失不容易被发现。同时它