信息安全试验所需。
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DES
按表变换
DES涉及多次依据表格进行位置变换。
如此表，第1位的57，表示把原数据的第57位的数字移至第1位。
秘钥部分
-
全长64位，但8的倍数位是奇偶校验，不参与实际加密。
-
PC-1变换：64分8组，按照PC-1表进行变换，此步表中没有8*k位置（此步消去奇偶校验位），得到56位秘钥。
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拆分：56位秘钥左右均分为$C_0$和$D_0$（各28位）
-
循环左移：将上述两部分，各自逐次循环左移16次，得到$C_i,D_i \ (i\in[1,16])$
- i=1,2,9,16时是左移1位得到
- 其余左移2位得到
$ C_0 = 1111000011001100101010101111
\ C_1 = 1110000110011001010101011111 $ -
合并：$ C_iD_i $
-
PC-2变换：得到子秘钥$ K_i $，此步表中仅48位，即子秘钥仅48位（删除C的第9,18,22,25位以及D的第7,9,15,26比特位）
总过程：原秘钥（64） -> PC-1（56↓） -> 两侧循环左移（28×2） -> PC-2（48↓） -> 子秘钥$K_i $（48）
信息部分
DES基于组块，每块64位。
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初始变换IP（Initial permutation）：右上是IP表，右下是IP逆的表。两表互为逆操作。
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分块：64位均分为左右$L_0、 \ R_0$，各32位
-
16次迭代：
$$
L_i = R_{i-1}
\ R_i = L_{i-1} \ XOR \ f(R_{i-1}, \ K_i)
$$ -
$f(R_{i-1}, \ K_{i})$：输入两个32位，输出一个32位
.png)
-
扩展置换E：$R_{i-1}$ 经下表扩展至48位
-
XOR：扩展所得与子秘钥异或 $E(R_{i-1}) \ XOR \ K_i$
-
S盒替换：将异或得到的48位结果分成八个6位的块，每一块通过对应的一个S盒产生一个4位的输出。
每个S盒都是4×16的矩阵。例如块1：$x_1x_2x_3x_4x_5x_6$，将$x_1x_6$转为10进制作为S盒1的行号，将$x_2x_3x_4x_5$转为10进制作为S盒1的列号，则确定一个数字，转为4位二进制。
最终实现每块的6位->4位，整体的32位。
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P置换：将上述所得进行移位变换，得32位
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-
16次后，得到$L_{16}, \ R_{16}$，将其倒置得$R_{16}L_{16}(64)$，进行IP逆置换，得到最终密文。
解密
仅将秘钥调换使用顺序（$K_{16},K_{15},…,K_1$），其余与加密相同。
分组密码工作模式
ECB
电子密码本ECB (electronic codebookmode)
- 最简单的方法：原数据分组后按顺序加密，之后将所得密文按顺序连接即可
- 特点
- 简单可并行
- 不能隐藏明文的模式信息
- 加密消息块相互独立成为被攻击的弱点（可能主动攻击明文）
CBC
密码分组链接CBC (cipher blockchaining)
- 使加密的各段数据之间有了联系
- 解密时先解密再与初始向量/密文异或
- 解密后补位数据要删除
- 特点：
- 加密无法并行
- 隐藏明文的模式信息（相同明文块，生成密文不同）
- 不易对明文主动攻击
- 密文块损坏导致两明文块损坏
- 安全性更好，更适合长报文传输
CFB
密码反馈CFB (cipher feedback)
使用一个与块大小相同的移位寄存器（用IV初始化）。将其加密后，取高n位（K块作用）与明文的n位异或。随后寄存器左移n位，将得到的n位密文补至尾部。解密过程与加密过程相似，以IV开始，对寄存器加密，将结果的高x与密文异或，产生x位平文，再将密文的下面x位移入寄存器。
特点：
- 流密码
- 隐藏明文模式
- 误差传递：一个单元损坏影响多个单元
OFB
输出反馈OFB (output feedback)
特点：
- 流密码
- 隐藏了明文模式
- 误差传递：一个单元损坏只影响对应单元
- 对明文的主动攻击是可能的,信息块可被替换、重放
- 安全性较CFB差