DES算法（Python实现）

• 一、具体描述

基于计算机高级语言（如C语言）实现DES算法

• 二、名词术语与相关知识

DES算法	DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，被广泛应用于数据加密领域。它使用64位密钥和64位明文，通过一系列的操作将明文加密成密文。
初始置换和逆初始置换	初始置换IP和逆初始置换IP^-1是DES算法中的两个置换操作。初始置换将64位明文按照特定的顺序重新排列，得到一个新的64位数据块；逆初始置换是初始置换的逆操作，将密文还原为明文。
扩展运算	扩展运算是DES算法中的一个操作，用于将32位数据扩展为48位。该操作使用选择置换矩阵E对32位数据进行扩展，并生成一个48位的数据块。
S盒变换	S盒变换是DES算法中的一个操作，用于将48位数据压缩为32位。该操作使用8个不同的S盒，在输入48位数据时输出32位数据。每个S盒都是一个4x16的置换表，用于将6位输入映射到4位输出。
置换运算	置换运算是DES算法中的一个操作，用于将32位数据根据特定的置换表进行置换。DES算法中使用的置换表有选择置换矩阵P和置换选择矩阵PC-1、PC-2。
子密钥生成	子密钥生成是DES算法中的一个步骤，用于生成16个48位的子密钥。该过程使用置换选择矩阵PC-1和PC-2，以及循环左移和压缩操作，从64位密钥中生成16个48位子密钥。
异或运算	异或运算是一种逻辑运算，用于对两个二进制数进行比较。当两个数的位相同时，结果为0，不同时，结果为1。

三、DES算法原理和实现方法

1. 算法简介：DES算法是对称加密算法，也就是加密和解密的密钥相同。

DES算法的主要内容：DES算法的入口参数有三个：Key、Data、Mode。其中Key为7个字节共56位，是DES算法的工作密钥；Data为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式，有两种：加密或者解密。

1. 算法实现：

1.算法流程：

（百度DES算法图）

1. 算法实现：

对算法流程图进行总结得出，DES算法的基本框架为：

（1）对明文二进制进行IP置换

（2）对IP置换后的数据进行分割为L0和R0（即左32位和右32位）

（3）根据密钥进行对每一轮的子密钥计算（16轮相同运算）

（4）获取到下一轮的Ln和Rn，中间的Kn和计算函数f

（5）合并最后得到的L15和R15进行IP逆置换得到加密后的密文

1. 1. IP置换和IP逆置换
2. IP置换是将64位数据重新换位，分为左32位和右32位，如下是IP置换表

58	50	42	34	26	18	10	2
60	52	44	36	28	20	12	4
62	54	46	38	30	22	14	6
64	56	48	40	32	24	16	8
57	49	41	33	25	17	9	1
59	51	43	35	27	19	11	3
61	53	45	37	29	21	13	5
63	55	47	39	31	23	15	7

1. IP逆置换和IP置换是一样的操作，IP逆置换表如下

40	8	48	16	56	24	64	32
39	7	47	15	55	23	63	31
38	6	46	14	54	22	62