6、密码学中的多种技术与概念解析

密码学中的多种技术与概念解析

1. 数据加密标准（DES）

DES 已存在超 25 年，历经三次修订。它源于 1974 年对加密原语的需求，由 IBM 的 Lucifer 改进而来。DES 是块密码，对 64 位数据块操作，依赖 56 位密钥，含 16 轮 Feistel 迭代及初始和逆初始置换层。

1.1 加密过程

• Feistel 网络 ：将 64 位数据块拆为两个 32 位字，每轮将第二个字输入函数 f，结果与第一个字相加，然后交换两字。
• 函数 f ：分四阶段，包括扩展、密钥混合、替换和置换。
  • 扩展（E） ：将 32 位输入扩展为 48 位。
  • 密钥混合 ：扩展后的字与 48 位轮密钥异或。
  • 替换 ：48 位结果拆为 8 个 6 位字，在 8 个 6×4 位 S 盒中替换。
  • 置换（P） ：32 位结果按固定置换重新排序。

1.2 密钥调度

从 64 位密钥开始，丢弃 8 位奇偶校验位，剩余 56 位经置换 PC1 分为两个 28 位字 C0 和 D0，按规则循环左移，通过表 PC2 提取 48 位形成轮密钥。

1.3 密码分析

DES 经大量密码分析，初始未发现严重弱点，