6、古典与现代密码学中的数据加密标准解析

古典与现代密码学中的数据加密标准解析

1. 密码学基础概念与Feistel密码

在当今数字化时代，企业保护敏感数据至关重要。Feistel密码是一种知名的密码学设计概念，能助力企业实现这一目标。强大的加密密码应具备阻止黑客在没有密钥或密钥集的情况下，即便知晓密码算法也无法破译明文的能力。

为进一步防止威胁行为者窃取或泄露敏感信息，企业除采用此密码模型外，还应实施多层网络安全计划。其中，令牌化是一种有效的方法，它用唯一的随机生成数字令牌替代原始数据，并通过安全的云平台处理和存储令牌化数据。一旦发生数据泄露，黑客获得的也只是毫无有用信息的令牌。

2. 数据加密标准（DES）的工作原理

2.1 DES的基本结构与操作

DES加密过程中存在初始和最终的逆置换，即IP和FP（IP可“撤销”FP的操作，反之亦然）。这两个置换虽无加密意义，但在20世纪70年代中期，它们便于将数据块加载到基于8位的硬件上。

在主轮加密前，数据块会被分成两个32位的半块，并交替处理，这种交叉处理方式被称为Feistel方案。Feistel结构确保了加密和解密操作相对一致，唯一的区别在于解密时子密钥的使用顺序相反。整个算法始终保持一致，这大大简化了实现过程，尤其是在硬件方面。

2.2 Feistel函数的四个阶段

Feistel函数每次处理一个半块（32位），分为四个阶段：
1. 扩展（Expansion） ：通过扩展置换（图中用E表示）将32位的半块扩展为48位，具体做法是复制部分位。输出由八个6位（8 × 6 = 48位）的片段组成，每个片段包含4个对应