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分组密码算法是怎样的?

时间:2022-02-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:典型的分组密码算法是DES算法。在开始运算时,需要为DES算法提供初始密钥,密钥可以是长度为56位的任意数。与以往的加密算法不同的是,DES的解密算法并不是加密算法的逆运算,而是与加密算法完全相同,只不过是密钥的次序恰好相反。对于密钥的56位长二进制数,其穷举空间是256,根据当今计算机的处理速度和能力,56位长度的密钥已经有可能被破解,而128位的密钥则被认为是安全的,但随着时间的推移,这个数字也迟早会被突破。

典型的分组密码算法是DES算法。DES使用了16轮迭代,运用了异或、置换、移位等基本运算方法。其大致过程为:首先将明文转成二进制数,再以64 bit为长度进行分组,按置换规则对每组进行初始置换,再将64 bit分割成L0和R0两半,通过特定的算法对L0和R0进行运算,接着交换L0和R0,以此结果作为下一轮的起始,对第2轮到第16轮进行相同的运算,最后进行与初始置换相反的逆置换,两部分合并后得到密文。

在开始运算时,需要为DES算法提供初始密钥,密钥可以是长度为56位的任意数。每一轮迭代都将产生一个与上一轮不同的子密钥,作为这一轮迭代的新密钥。

与以往的加密算法不同的是,DES的解密算法并不是加密算法的逆运算,而是与加密算法完全相同,只不过是密钥的次序恰好相反。如果各轮迭代中加密密钥分别是K1,K2,K3,……,K16,那么解密的密钥就依次是K16,K15,K14,……,K1。

DES的特点是加密速度较快,适用于加密大量数据的场合。

以前的密码体制,算法和密钥都是需要高度保密的,算法设计者总是千方百计地掩盖具体的加密过程,而DES的置换规则和加密算法则是公开的。因为到目前为止,除了穷举法以外,还没有发现其他更有效的攻击方法。对于密钥的56位长二进制数,其穷举空间是256,根据当今计算机的处理速度和能力,56位长度的密钥已经有可能被破解,而128位的密钥则被认为是安全的,但随着时间的推移,这个数字也迟早会被突破。

除了DES算法以外,属于对称分组密码的还有AES算法,它的设计思路与DES基本相同,也要经过n轮迭代,但每轮的处理算法不一样,并且分组长度与密钥长度可以灵活组合,因此,AES具有比DES更高的安全性。

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