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DES密钥加密技术研究与分析
发布日期:2024-07-24 18:46:19

  (一)DES算法的应用

  DES算法从1977年至今,随着科学技术的不断发展,其应用范围越来越广。作为主要的数据加密算法及数据加密标准,凭借其特有的优势,DES算法主要应用于以下几个方面:

  (1)金融业的数据安全,如银行账户系统的数据安全与加密;

  (2)IC卡的数据加密;

  (3)通信领域的数据加密,主要用于通信过程中数据存储和传输时的数据加密,如DES算法在SKYPE上的应用;

  (4)此外,DES算法还被广泛应用于虚拟网等逐渐发展起来的信息科学领域。

  (二)DES算法的扩展

  DES算法的安全性在理论上是较高的,但是随着计算机科学的发展,DES算法暴露了其本身的一些缺陷,主要在于64位数据中8位奇偶校验码的位置问题。而且,DES算法的有效位只有56位,相对于高速发展的计算机运算速度,穷举搜索法破解密钥的可能性也已变大。在这样的形势下,专家学者对DES算法进行了扩展,优化了DES算法。这些算法主要有3DES和AES。

(1)填充信息

填充信息的目的是使得给定数据的字节长度对512求余,结果为448。

(2)初始化

在MD5中,用4个32位的整数参数,这些整数参数被称作链接变量。这四个整数参数分别是:A=0x01234567;B=0x89abcdef;C=0xfedcba98;D=0x76543210。

(3)主循环

循环的结果是将上面四个变量复制到别外的变量中:A到a,B到b,C到c,D到d。主循环有四轮,每轮很相似。第一轮进行16次操作。每次操作对a,b,c和d中的其中三个作一次非线性函数运算,然后将所得结果加上第四个变量,文本的一个子分组和一个常数。再将所得结果向右移一个不定的数,并加上a,b,c或d中之一。最后用该结果取代a,b,c或d中之一。

3DES算法即三重DES算法,是DES算法的扩展。3DES算法的含义是应用三次DES算法进行数据加密,所以,它比起DES算法具有更高的安全性。DES算法的运用过程如下:

  AES算法是DES算法的另一个扩展算法。比起DES算法的64位数据,AES在数据长度与密钥长度上进行了扩展,分别为128位。在AES算法中,密钥是分组的,密钥的长度与数据长度相等,为了适应需要加密和解密的数据长度,每一组的密钥为运用密钥扩展程序加工后的相应的扩展密钥。

  无论是DES算法,还是DES算法的扩展算法,它们都有极高的安全性,有效保证了被加密和解密的数据的完整性和安全性,而且适用于大数据的加密和解密,因而DES算法的可应用领域比较广泛。而且,随着研究的深入,DES算法会进行更深层次的优化,提高其安全性和有效性。

  小结

  随着人们对信息安全的要求越来越高,越来越具有必要性,随之而研发的数据加密技术也有很多,它们各有其特点及优缺点,在众多算法中,DES算法安全性高,适用领域广,具有可扩展性,综合比较之下,DES算法不失为一种有效的、可信任的数据加密算法。

  在当前对DES算法的研究中,很多是针对DES算法的具体实现过程的研究,以及DES算法安全性改进的研究。本文论述了DES算法的基本情况、基本原理,并在此基础上与其他典型算法进行了对比,综合证明了DES算法安全性,为DES算法的应用提供了理论依据。当然,限于篇幅原因,对于DES算法中细化的操作过程及原理,本文未作更详实的解释;另外,本文只列举了三类其他数据加密算法,而实际还有很多比较典型的数据加密算法,本文未能一一列举与对比。

  随着研究的深入,相信DES加密算法会有新的突破,为信息安全提供更有效的服务。

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