北邮精品课程-现代密码学课件现代密码学第四讲：分组密码2

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1、1分组密码（二）《现代密码学》第四讲上讲内容回顾分组密码定义分组密码的发展历史保密系统的安全性分析及分组密码的攻击本节主要内容DES算法的整体结构——Feistel结构DES算法的轮函数DES算法的密钥编排算法DES的解密变换DES算法的整体结构——Feistel结构DES是从1975年被美国联邦政府确定为非敏感信息的加密标准，它利用56比特长度的密钥K来加密长度为64比特的明文，得到64比特长的密文.1997年，由于计算机技术迅速发展，DES的密钥长度已经太短，NIST建议停止使用DES算法作为标

2、准.目前，二重DES和三重DES仍然广泛使用.4DES算法的整体结构——Feistel结构5输入IP16轮迭代IP-1输出密钥编排K1……K16思考：攻击者可以剥离IP置换和逆置换？DES算法的整体结构——Feistel结构1.给定明文，通过一个固定的初始置换IP来重排输入明文块P中的比特，得到比特串P0=IP(P)=L0R0，这里L0和R0分别是P0的前32比特和后32比特6IP585042342618102605244362820124625446383022146645648403224168

3、57494133251791595143352719113615345372921135635547393123157初始置换IPDES算法的整体结构——Feistel结构2.按下述规则进行16次迭代，即1≤i≤16这里是对应比特的模2加，f是一个函数（称为轮函数）；16个长度为48比特的子密钥Ki(1≤i≤16)是由密钥k经密钥编排函数计算出来的.Li-1Ri-1f+Li-1Ri-1ki第16轮迭代左右两块不交换DES算法的整体结构——Feistel结构8IP-140848165624643239

4、747155523633138646145422623037545135321612936444125220602835343115119592734242105018582633141949175725初始置换的逆置换IP3.对比特串R16L16使用逆置换IP-1得到密文C，即C=IP-1(R16L16)。（注意L16和R16的相反顺序）分组密码的轮函数函数f以长度为32比特串Ri-1作为第一输入，以长度为48比特串Ki作为第二个输入，产生长度为32比特的输出：9分组密码的轮函数10Ri-1KiE

5、(Ri-1)B1B2B3B4B5B6B7B8S1S2S3S4S5S6S7S8C1C2C3C4C5C6C7C8f(Ri-1,Ki)+PEE扩展密钥加S盒代换P置换分组密码的轮函数E扩展：Ri-1根据扩展规则扩展为48比特长度的串；E比特——选择表3212345456789891011121312131415161716171819202120212223242524252627282928293031321分组密码的轮函数密钥加：计算，并将结果写成8个比特串，每个6比特，B=B1B2B3B4B5B6B

6、7B8.分组密码的轮函数S盒代换：使用8个S盒S1……S8.每个Si是一个固定的4*16阶矩阵，其元素取0~15之间的整数.给定长度为6的比特串，如Bj=b1b2b3b4b5b6，Sj(Bj)计算如下:1)b1b6两个比特确定了Sj的行r的二进制表示（0≤r≤3），2)b2b3b4b5四个比特确定了Sj的列c的二进制表示（0≤c≤15），3)Sj(Bj)定义成长度为4的比特串的值Sj(r,c)。由此可以算出Cj=Sj(Bj),1≤j≤8.1314S11441312151183106125907015

7、741521311061211953841148136211151297310501512824917511314100613S21518146113497213120510313471528141201106911501471110413158126932151381013154211671205149S31009146315511312711428137093461028514121115113649815301112125101471101306987415143115212S47131430

8、691012851112415128115615034721211014910690121171315131452843150610113894511127214S52124171011685315130149141121247131501510398642111101378159125630141181271142136150910453S6121101592680133414751110154271295611314011389141552812370410113