CN108134664A - 一种数据加密的实现方法 - Google Patents

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    • H04L9/06—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
    • H04L9/0618—Block ciphers, i.e. encrypting groups of characters of a plain text message using fixed encryption transformation
    • H04L9/0625—Block ciphers, i.e. encrypting groups of characters of a plain text message using fixed encryption transformation with splitting of the data block into left and right halves, e.g. Feistel based algorithms, DES, FEAL, IDEA or KASUMI

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Abstract

一种数据加密的实现方法,把明文M通过一个初始置换，转换成M0，并分成左右两个32为长度的部分，即L0和R0，然后将R0与子密钥K1进行F函数的运算，结果在与L0进行异或，异或后的结果与L0进行左右交换，成为L1和R1，如此进行16次迭代，再经过一个木置换(初始置换的逆置换)得到密文；所述实现方法包括两个部分：DES加密算法和解密算法的实现、DES密钥计算。本发明提供的数据加密方法采用DES加密算法，通过增加迭代轮数来加强DES加密的强度，新的密码觉有很高的安全性，同时也有很强的灵活性，为信息加密安全将提供了强有力的保障。

Description

一种数据加密的实现方法
技术领域
本发明涉及加密技术领域，具体涉及一种数据加密的实现方法。
背景技术
在中国，网民的人数已经达到了3亿。每天人们都要通过计算机和网络进行生活、工作、学习、娱乐等活动。这些活动都需要依靠信息在网络中的传输来完成。其中包括了一些十分敏感的个人信息，如银行卡账户信息，公民个人身份信息等。这些信息都是和人民的切身利益紧密相关。如果信息被盗，那将会为人民带来巨大的损失。
近年来，以淘宝，阿里巴巴等为代表的电子商务蓬勃发展。2008年，中国的电子商务交易总额已经突破了3万亿人民币大关，达到了GDP总量的10%，年增长率也达到了50%。电子商务已经成为我国经济发展的强大的助推力。不仅仅是电子商务，其他计算机和网络相关的信息产业在中国也得到了大力的发展。它们所创造的经济效益也在逐年快速增长，已经成为中国经济发展不可或缺的部分和强大动力。
电子政务也是近年来的信息化建设的重点。电子政务是指政府机构运用现代化的网络通讯技术和计算机技术，把政府管理和服务职能通过简单、优化、整合、重组后到网上实现，打破时间、空间以及条块的制约，为社会公众以及自身提供一体化的高效、优质廉洁的管理和服务。它不仅能提高政府的工作效率和工作透明度，也使人民群众更好的实行监督的权利。因此，电子政务的建设受到了政府的极大的关注和投入。政府部门经常通过网络进行传输一些文件资料。有些文件包含了涉及国家安全的机密资料，一旦泄露，将为我国国家安全和社会安定带来巨大威胁。我们需要对这些资料进行保护，保证其安全的传输和储存。
办公自动化是现在企业信息化建设的重要步骤。企业把信息资源和重要文件都以电子文档的形式存放在服务器上，以方便各部门、各公司之间的文档调用，这样能很大程度上提高工作效率。目前，各大公司都纷纷建设办公自动化。有许多涉及商业机密的文件也一同被放在服务器上。这些资料也需要严格保护。
发明内容
本发明针对上述所要解决的问题，提供一种数据加密的实现方法。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：
一种数据加密的实现方法, 把明文M通过一个初始置换，转换成M0，并分成左右两个32为长度的部分，即L0和R0，然后将R0与子密钥K1进行F函数的运算，结果在与L0进行异或，异或后的结果与L0进行左右交换，成为L1和R1，如此进行16次迭代，再经过一个木置换(初始置换的逆置换)得到密文；所述实现方法包括两个部分：DES加密算法和解密算法的实现、DES密钥计算。
所述DES加密算法实现方法为：（1）将明文分成多个64bit的组，不足64bit的以适当的形式补足；（2）进行16轮的相同的运算，这些运算被称为函数F，即Li=Ri-1，Ri=Li-1⊕+f（Ri-1,Ki）（1≤i≤16）.Ki为第i轮计算中使用的子密钥。
所述DES加密算法以第一次迭代为例，更具体的方法是：（1）将64bit大小的分组M分为左右两个大小均为32bit的部分L0，R0；（2）保持L0不变，根据固定替换表E把R0由32位扩展成48位。把扩展后的48位R0与第1次迭代生成的48位加密密钥进行按位异或操作，形成一个新的48位的R；（3）把R视为8个6bit的分组，每个6bit组依次与S盒进行替换运算，第一个比特和最后一个比特组合来确定S盒中的行，中间四位二进制数确定S盒中的列，由行列所对应的数转换为4bit来替换6bit的组，由此将48bit的R转换为32bit，接着将R与固定的置换P来进行置换，得到函数F的结果P（C）；（4）将函数F的结果P（C）与L0进行异或运算，结果为R1，L1的值为R0，DES需要进行16次的迭代，在完成之前，把第i-1次得到的L和R的值作为第i次的输入数据，第i次迭代要选择第i次迭代生成的密钥与数据进行按位异或，应用初始置换IP的逆置换IP-1对L16R16进行置换，得到密文C。
所述解密方法为：对密文C逆序使用密钥方案，输出明文M。
所述DES密钥计算方法为：（1）对于一个给定的初始密钥K，删除其中的8位的校验位，然后进行如下运算：PC-1（K）=C0D0，PC-1是对余下56位的固定置换，并将结果分为28bit的C0，D0两个部分；（2）计算Ci=LSi（Ci-1），Di=LSi（Di-1），Ki=PC-2(CiDi)(1≤i≤16)，LSi表示一个位置或者两个位置的向左循环移位，PC-2表示为另外一个固定置换；（3）经过16次迭代过后，生产16个48为的子密钥。
所述DES算法的前15次迭代每完成一次迭代都要交换L和R的值，第16次迭代不交换两者的数值。
本发明提供的数据加密方法采用DES加密算法，通过增加迭代轮数来加强DES加密的强度，新的密码觉有很高的安全性，同时也有很强的灵活性，为信息加密安全将提供了强有力的保障。
具体实施方式
下列对本发明的实施作进一步的说明，以便本领域的技术人员能够更好的理解并实施。
实施例1
一种数据加密的实现方法,包括两个部分：DES加密算法和解密算法的实现、DES密钥计算。
DES加密算法实现方法为：（1）将明文分成多个64bit的组，不足64bit的以适当的形式补足；（2）进行16轮的相同的运算，这些运算被称为函数F，即Li=Ri-1，Ri=Li-1⊕+f（Ri-1,Ki）（1≤i≤16）.Ki为第i轮计算中使用的子密钥。
以第一次迭代为例，更具体的方法是：（1）将64bit大小的分组M分为左右两个大小均为32bit的部分L0，R0；（2）保持L0不变，根据固定替换表E把R0由32位扩展成48位。把扩展后的48位R0与第1次迭代生成的48位加密密钥进行按位异或操作，形成一个新的48位的R；（3）把R视为8个6bit的分组，每个6bit组依次与S盒进行替换运算，第一个比特和最后一个比特组合来确定S盒中的行，中间四位二进制数确定S盒中的列，由行列所对应的数转换为4bit来替换6bit的组，由此将48bit的R转换为32bit，接着将R与固定的置换P来进行置换，得到函数F的结果P（C）；（4）将函数F的结果P（C）与L0进行异或运算，结果为R1，L1的值为R0，DES需要进行16次的迭代，在完成之前，把第i-1次得到的L和R的值作为第i次的输入数据，第i次迭代要选择第i次迭代生成的密钥与数据进行按位异或，应用初始置换IP的逆置换IP-1对L16R16进行置换，得到密文C。
解密方法为：对密文C逆序使用密钥方案，输出明文M。
DES密钥计算方法为：（1）对于一个给定的初始密钥K，删除其中的8位的校验位，然后进行如下运算：PC-1（K）=C0D0，PC-1是对余下56位的固定置换，并将结果分为28bit的C0，D0两个部分；（2）计算Ci=LSi（Ci-1），Di=LSi（Di-1），Ki=PC-2(CiDi)(1≤i≤16)，LSi表示一个位置或者两个位置的向左循环移位，PC-2表示为另外一个固定置换；（3）经过16次迭代过后，生产16个48为的子密钥。DES算法的前15次迭代每完成一次迭代都要交换L和R的值，第16次迭代不交换两者的数值。
以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种数据加密的实现方法, 把明文M通过一个初始置换，转换成M0，并分成左右两个32为长度的部分，即L0和R0，然后将R0与子密钥K1进行F函数的运算，结果在与L0进行异或，异或后的结果与L0进行左右交换，成为L1和R1，如此进行16次迭代，再经过一个木置换(初始置换的逆置换)得到密文；其特征在于，所述实现方法包括两个部分：DES加密算法和解密算法的实现、DES密钥计算。
2.如权利要求1中所述的一种数据加密的实现方法，其特征在于，所述DES加密算法实现方法为：（1）将明文分成多个64bit的组，不足64bit的以适当的形式补足；（2）进行16轮的相同的运算，这些运算被称为函数F，即Li=Ri-1，Ri=Li-1⊕+f（Ri-1,Ki）（1≤i≤16）.Ki为第i轮计算中使用的子密钥。
3.如权利要求2中所述的一种数据加密的实现方法，其特征在于，所述DES加密算法以第一次迭代为例，更具体的方法是：（1）将64bit大小的分组M分为左右两个大小均为32bit的部分L0，R0；（2）保持L0不变，根据固定替换表E把R0由32位扩展成48位;
把扩展后的48位R0与第1次迭代生成的48位加密密钥进行按位异或操作，形成一个新的48位的R；（3）把R视为8个6bit的分组，每个6bit组依次与S盒进行替换运算，第一个比特和最后一个比特组合来确定S盒中的行，中间四位二进制数确定S盒中的列，由行列所对应的数转换为4bit来替换6bit的组，由此将48bit的R转换为32bit，接着将R与固定的置换P来进行置换，得到函数F的结果P（C）；（4）将函数F的结果P（C）与L0进行异或运算，结果为R1，L1的值为R0，DES需要进行16次的迭代，在完成之前，把第i-1次得到的L和R的值作为第i次的输入数据，第i次迭代要选择第i次迭代生成的密钥与数据进行按位异或，应用初始置换IP的逆置换IP-1对L16R16进行置换，得到密文C。
4.如权利要求1中所述的一种数据加密的实现方法，其特征在于，所述解密方法为：对密文C逆序使用密钥方案，输出明文M。
5.如权利要求1中所述的一种数据加密的实现方法，其特征在于，所述DES密钥计算方法为：（1）对于一个给定的初始密钥K，删除其中的8位的校验位，然后进行如下运算：PC-1（K）=C0D0，PC-1是对余下56位的固定置换，并将结果分为28bit的C0，D0两个部分；（2）计算Ci=LSi（Ci-1），Di=LSi（Di-1），Ki=PC-2(CiDi)(1≤i≤16)，LSi表示一个位置或者两个位置的向左循环移位，PC-2表示为另外一个固定置换；（3）经过16次迭代过后，生产16个48为的子密钥。
6.如权利要求3中所述的一种数据加密的实现方法，其特征在于，所述DES算法的前15次迭代每完成一次迭代都要交换L和R的值，第16次迭代不交换两者的数值。
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