Simonedes加密算法详解
的有关信息介绍如下：
DES是对称性加密算法，即加密和解密是对称的，用的是同一个密钥
DES只处理二进制数据，所以需要将明文转换成为2进制数据
DES每次处理64位的数据，所以应该将明文切割成64位的分组，当最后一组数据不足64位的时候，高位补0
DES使用64位的密钥，但因为密钥中的每8位会被忽略，所以有效的密钥长度是56位，从而产生16个48位的子密钥
每64位数据一个块，是DES的永恒组织方式
具体样例分析：
（仅以一组64位数据为例分析加密过程）
明文M是：8787878787878787
密钥K是：0E329232EA6D0D73
上面的信息都是16进制的，转换为2进制
明文M是：0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
密钥K是：00010011 00110100 01010111 01111001 10011011 10111100 11011111 11110001
根据密钥生成16个子密钥
1.根据密钥初始置换表将64位的密钥转化为58位的密钥
57 49 41 33 25 17 9
1 58 50 42 34 26 18
10 2 59 51 43 35 27
19 11 3 60 52 44 36
63 55 47 39 31 23 15
7 62 54 46 38 30 22
14 6 61 53 45 37 29
21 13 5 28 20 12 4
由于上表中第一个元素为57，这将使原秘钥的第57位变换为新秘钥K+的第1位。同理，原秘钥的第49位变换为新秘钥的第2位……原秘钥的第4位变换为新秘钥的最后一位。注意原秘钥中只有56位会进入新秘钥，上表也只有56个元素。
原密钥K：00010011 00110100 01010111 01111001 10011011 10111100 11011111 11110001
新密钥K：1111000 0110011 0010101 0101111 0101010 1011001 1001111 0001111
将新密钥拆分成C0和D0，每组都有28位
比如新密钥
C0：1111000 0110011 0010101 0101111
D0：0101010 1011001 1001111 0001111
根据密钥轮次左移表，左移特定的位数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
比如第一轮是左移1位，第二轮也是左移1位，第三轮是左移两位
所以
C1：1110000110011001010101011111
D1：1010101011001100111100011110
下面给出C1,D1到C16，D16的数据：
C1 = 1110000110011001010101011111
D1 = 1010101011001100111100011110
C2 = 1100001100110010101010111111
D2 = 0101010110011001111000111101
C3 = 0000110011001010101011111111
D3 = 0101011001100111100011110101
C4 = 0011001100101010101111111100
D4 = 0101100110011110001111010101
C5 = 1100110010101010111111110000
D5 = 0110011001111000111101010101
C6 = 0011001010101011111111000011
D6 = 1001100111100011110101010101
C7 = 1100101010101111111100001100
D7 = 0110011110001111010101010110
C8 = 0010101010111111110000110011
D8 = 1001111000111101010101011001
C9 = 0101010101111111100001100110
D9 = 0011110001111010101010110011
C10 = 0101010111111110000110011001
D10 = 1111000111101010101011001100
C11 = 0101011111111000011001100101
D11 = 1100011110101010101100110011
C12 = 0101111111100001100110010101
D12 = 0001111010101010110011001111
C13 = 0111111110000110011001010101
D13 = 0111101010101011001100111100
C14 = 1111111000011001100101010101
D14 = 1110101010101100110011110001
C15 = 1111100001100110010101010111
D15 = 1010101010110011001111000111
C16 = 1111000011001100101010101111
D16 = 0101010101100110011110001111
需要记住的是：每一对Cn和Dn都是由前一对Cn-1和Dn-1移位而来！
得到Cn，Dn后合并CnDn，然后根据密钥压缩置换表将56位密钥压缩成48位的子密钥
密钥压缩置换表：
14 17 11 24 1 5
3 28 15 6 21 10
23 19 12 4 26 8
16 7 27 20 13 2
41 52 31 37 47 55
30 40 51 45 33 48
44 49 39 56 34 53
46 42 50 36 29 32
每对子秘钥有56位，但PC-2仅仅使用其中的48位。
于是，第n轮的新秘钥Kn的第1位来自组合子秘钥CnDn的第14位，第2位来自第17位，依次类推，知道新秘钥的第48位来自组合秘钥的第32位
下面给出子密钥K1到K16的数据：
K1 = 000110 110000 001011 101111 111111 000111 000001 110010
K2 = 011110 011010 111011 011001 110110 111100 100111 100101
K3 = 010101 011111 110010 001010 010000 101100 111110 011001
K4 = 011100 101010 110111 010110 110110 110011 010100 011101
K5 = 011111 001110 110000 000111 111010 110101 001110 101000
K6 = 011000 111010 010100 111110 010100 000111 101100 101111
K7 = 111011 001000 010010 110111 111101 100001 100010 111100
K8 = 111101 111000 101000 111010 110000 010011 101111 111011
K9 = 111000 001101 101111 101011 111011 011110 011110 000001
K10 = 101100 011111 001101 000111 101110 100100 011001 001111
K11 = 001000 010101 111111 010011 110111 101101 001110 000110
K12 = 011101 010111 000111 110101 100101 000110 011111 101001
K13 = 100101 111100 010111 010001 111110 101011 101001 000001
K14 = 010111 110100 001110 110111 111100 101110 011100 111010
K15 = 101111 111001 000110 001101 001111 010011 111100 001010
K16 = 110010 110011 110110 001011 000011 100001 011111 110101
到这里，16个48位的子密钥就生成了
加密数据块
明文初始变换，仍然是64位变为64位
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
参照上表，M的第58位成为IP的第1位，M的第50位成为IP的第2位，M的第7位成为IP的最后一位。
对明文M：0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
IP：1100 1100 0000 0000 1100 1100 1111 1111 1111 0000 1010 1010 1111 0000 1010 1010
这里M的第58位是1，变成了IP的第1位。M的第50位是1，变成了IP的第2位。M的第7位是0，变成了IP的最后一位。
数据分组：IP分为左半边的L0和右半边的R0
对上面的IP
L0：1100 1100 0000 0000 1100 1100 1111 1111
R0：1111 0000 1010 1010 1111 0000 1010 1010
16轮迭代
然后我们定义一个函数f，输入一个32位的数据和一个48位的子密钥，产生一个32位的输出
从n=1到n=16
Ln=Rn-1
Rn=Ln-1^f(Rn-1,Kn)
通俗的说就是当前迭代的L是上一次迭代的L，当前迭代的R是上一次迭代的L异或f（上次迭代的R，当前子密钥）
下面就是要了解f函数是怎么工作的了
f函数第一步：32位的数据扩展成为48位
明文扩展表：
32 1 2 3 4 5
4 5 6 7 8 9
8 9 10 11 12 13
12 13 14 15 16 17
16 17 18 19 20 21
20 21 22 23 24 25
24 25 26 27 28 29
28 29 30 31 32 1
对R0：1111 0000 1010 1010 1111 0000 1010 1010
扩展一下：E(R0) = 011110 100001 010101 010101 011110 100001 010101 010101
f函数第二步：将扩展的结果和48位的子密钥进行异或运算
比如，对K1, E(R0)，我们有：
K1 = 000110 110000 001011 101111 111111 000111 000001 110010
E(R0) = 011110 100001 010101 010101 011110 100001 010101 010101
K1^E(R0) = 011000 010001 011110 111010 100001 100110 010100 100111.
f函数第三步：S盒替代，48位变成32位
一共有8个S盒，分别位S1到S8，所以48位的数据可以分为8组，每组6个数据，用a1a2a3a4a5a6表示
每组数据对应一个S盒
a1和a6组合成2进制，然后转换为10进制，代表对应S盒的行号
a2,a3,a4,a5组合成2进制，然后转换为10进制，代表对应S盒的列号
从行号和列号可以从对应的S盒中确定一个数X，X是十进制的，转化为4位的二进制输出
所以每个S盒都是输入6位，输出4位，所以最后输出的数据是4*8=32位
关于解密：解密只要将密文看作明文，然后子密钥逆序使用就可以还原成为明文，因为DES是对称加密算法
