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DES加密算法教学演示系统

背景:DES的概念最早出现在1972年,它是由美国国家标准局(NBS)对美国政府的计算机安全需求研究后,开始征集的主要用于加密政府内非机密敏感信息的加密标准。1973年5月15日,咨询了美国国家安全局(NSA)后,美国国家标准局开始向公众征集可以满足严格设计标准的加密算法,之后,IBM公司提交了一种在1973-1974年间发展的算法。1976年,DES被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准(FIPS),随后在国际上被广泛的应用。DES的密钥只有56位,被认为不够长,用穷举法来进行攻击是可以是实现的,而后人们开始增加DES的密钥长度即形成3DES加密算法。2002年5月26日,DES终于在公开竞争中被高级加密标准(AES)所取代。2005年5月26日,FIPS 46-3被官方的拒绝了,但NIST确认3DES在2030年以前均可用于敏感政府信息的加密。
意义:在这个互联网开放的时代,计算机的应用越来越广泛,而随着信息技术的高速发展,网络信息的安全问题则越来越受到重视。在保障数据的安全性问题上,DES加密算法在很大程度上满足了大众的需求。DES算法不仅仅只是用在军事、政治等领域,而且也渗透进了生活中,通常自动取款机、IC卡与POS机间的双向认证等都用到了DES算法。作为一个在历史上存在了20余年的加密算法,研究它就还是有一定的意义的。
二、研究的基本内容与主要实现的功能
基本内容包括以下几个方面:
(1)了解DES加解密的基本原理
(2)了解DES加解密的主要步骤
 
     
 DES加密的主要过程称为F函数,它主要包括以下四个步骤: 
(1)DES算法功能函数扩展矩阵(E盒)
     E盒:将数据分组的一半32位数扩展到48位
(2)用异或操作将E盒扩展的结果和子密钥进行混合,16个48位的子密钥,每
 个用于一个轮F函数中,子密钥利用主密钥的密码调度形成。
(3)DES算法功能函数S盒
 S盒:经过异或操作后形成的48位数,分成8个6位的分组。经8个S盒的
 非线性变换后每个盒子输出4位数,则结果共输出32位数。
(4)DES算法功能函数置换矩阵(P盒)
 P盒:经S盒输出的32位数,利用固定的置换方法--P置换对各位数进行重
 组。这个设计是为了将每个S盒的4位输出在下一回次的扩张后,使用4个
 不同的S盒进行处理。
三、研究的方法与技术路线
研究方法:主要采用文献法及比较法来进行研究,熟读文献来深入的了解DES加密算法,再将它与其算法进行比较,找到它的优势与劣势。
技术路线:多查阅国内外DES方面的文献,先大概了解DES的历史背景等,再仔细研究DES现在的发展状况,定制出一份适合现在社会的加密算法方案,再结合当前社会状况预测DES的前景与发展方向。
四、研究的总体安排与进度
    (1)2021年10月9日前:提交任务书。
    (2)2021年11月9日前:完成文献综述、外文翻译。
    (3)2021年11月25日前:完成开题报告。
    (4)2022年3月22日前:完成中期检查工作。
    (5)2022年5月10日前:毕业论文定稿。
    (6)2022年5月12日前:提交指导记录。
    (7)2022年6月28日前:提交评审与答辩表。
五、主要参考文献
[1]迪菲.W与海尔曼.M.NBS的DES密码分析完全调查[J].IEEE Computer .1977,7
[2]孙延君.略谈信息数据加密对网络安全的作用[J].黑龙江科技信息,2011,7
 

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