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2.1.4算法的安全性 一个密码系统的安全性只在于密钥的保密性，而不在算法的保密性。对纯数据的加密的确是这样。对于你不愿意让他看到这些数据（数据的明文）的人，用可靠的加密算法，只要破解者不知道被加密数据的密码，他就不可解读这些数据。但是，软件的加密不同于数据的加密，它只能是“隐藏”。不管你愿意不愿意让他（合法用户，或Cracker）看见这些数据（软件的明文），软件最终总要在机器上运行，对机器，它就必须是明文。既然机器可以“看见”这些明文，那么Cracker，通过一些技术，也可以看到这些明文。于是，从理论上，任何软件加密技术都可以破解。只是破解的难度不同而已。有的要让最高明的Cracker 忙上几个月，有的可能不费吹灰之力，就被破解了。所以，反盗版的任务（技术上的反盗版，而非行政上的反盗版）就是增加Cracker 的破解难度。让他们花费在破解软件上的成本，比他破解这个软件的获利还要高。这样 Cracker 的破解变得毫无意义——谁会花比正版软件更多的钱去买盗版软件 ？在DES中，初始置换IP和逆初始置换IP-1各使用一次，使用这两个置换的目的是为了把数据彻底的打乱重新排列，他们对数据加密所起的作用不大，因为他们与密匙无关，置换关系固定，所以一旦公开，他们对数据加密便无多大价值。在DES中除了S盒是非线性变换外，其余变化均是线性变换，因此S盒是DES算法的关键，可以看出，任意改变S盒中输入的几位，其输出至少有两位发生变化，由于DES中使用了16次迭代，所以即使改变明文或密匙的一位，密文中大约有32位发生变化。S盒的设计一直没有完全公开，人们怀疑S盒的设计可能隐藏着某种陷门，它可以使了解陷门的人能够成功的进行密码分析。经过多年来的研究，人们的确发现了S盒的很多规律，但至今还没有发现S盒的致命缺陷。 copyright paper51.com 2.2算法流程 内容来自论文无忧网 www.paper51.com DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块，它所使用的密钥也是64位，整个算法的主流程图如下：其功能是把输入的64位数据块按位重新组合，并把输出分为L0、R0两部分，每部分各长32位，其置换规则见下表： 内容来自www.paper51.com
58,50,12,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4, 内容来自www.paper51.com 62,54,46,38,30,22,14,6,64,56,48,40,32,24,16,8, http://www.paper51.com 57,49,41,33,25,17, 9,1,59,51,43,35,27,19,11,3, paper51.com 61,53,45,37,29,21,13,5,63,55,47,39,31,23,15,7, http://www.paper51.com
即将输入的第58位换到第一位，第50位换到第2位，...，依此类推，最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位，R0 是右32位，例：设置换前的输入值为D1D2D3......D64，则经过初始置换后的结果为：L0=D58D50...D8；R0=D57D49...D7。经过26次迭代运算后。得到L16、R16，将此作为输入，进行逆置换，即得到密文输出。逆置换正好是初始置的逆运算，例如，第1位经过初始置换后，处于第40位，而通过逆置换，又将第40位换回到第1位，其逆置换规则如下表所示： http://www.paper51.com 40,8,48,16,56,24,64,32,39,7,47,15,55,23,63,31, http://www.paper51.com 38,6,46,14,54,22,62,30,37,5,45,13,53,21,61,29, 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 36,4,44,12,52,20,60,28,35,3,43,11,51,19,59,27, copyright paper51.com 34,2,42,10,50,18,58 26,33,1,41, 9,49,17,57,25, 内容来自www.paper51.com 放大换位表： paper51.com 32, 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 8 , 9 , 10,11, 内容来自www.paper51.com 12,13,12,13,14,15,16,17,16,17,18,19,20,21,20,21, http://www.paper51.com 22,23,24,25,24,25,26,27,28,29,28,29,30,31,32, 1, copyright paper51.com 单纯换位表： copyright paper51.com 16,7,20,21,29,12,28,17, 1,15,23,26, 5,18,31,10, 内容来自www.paper51.com
2, 8,24,14,32,27, 3, 9,19,13,30, 6,22,11, 4,25, copyright paper51.com 在f(Ri,Ki)算法描述图中，S1,S2...S8为选择函数，其功能是把6bit数据变为4bit数据。下面给出选择函数Si(i=1,2......8)的功能表：选择函数Si 内容来自www.paper51.com S1: http://www.paper51.com 14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7, copyright paper51.com
0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8, 内容来自www.paper51.com 4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0, 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13, 内容来自论文无忧网 www.paper51.com S2: 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10, copyright paper51.com 3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5, http://www.paper51.com 0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15, 内容来自www.paper51.com 13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9, 内容来自www.paper51.com S3: copyright paper51.com 10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8, 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1, copyright paper51.com 13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7, http://www.paper51.com 1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12, copyright paper51.com
S4: 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15, http://www.paper51.com
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10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8, http://www.paper51.com 9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6, http://www.paper51.com 4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13, copyright paper51.com
S7: 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1, 内容来自www.paper51.com 13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6, 内容来自www.paper51.com 1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2, 内容来自www.paper51.com 6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12, 内容来自论文无忧网 www.paper51.com S8: http://www.paper51.com 13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7, paper51.com 1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2, paper51.com 7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8, copyright paper51.com 2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11, paper51.com 在此以S1为例说明其功能，我们可以看到：在S1中，共有4行数据，命名为0，1、2、3行；每行有16列，命名为0、1、2、3，......，14、15列。现设输入为： D＝D1D2D3D4D5D6 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 令：列＝D2D3D4D5行＝D1D6然后在S1表中查得对应的数，以4位二进制表示，此即为选择函数S1的输出。下面给出子密钥Ki(48bit)的生成算法。从子密钥Ki的生成算法描述图中我们可以看到：初始Key值为64位，但DES算法规定，其中第8、16、......64位是奇偶校验位，不参与DES运算。故Key 实际可用位数便只有56位。即：经过缩小选择换位表1的变换后，Key 的位数由64 位变成了56位，此56位分为C0、D0两部分，各28位，然后分别进行第1次循环左移，得到C1、D1，将C1（28位）、D1（28位）合并得到56位，再经过缩小选择换位2，从而便得到了密钥K0（48位）。依此类推，便可得到K1、K2、......、K15，不过需要注意的是，16次循环左移对应的左移位数要依据下述规则进行：循环左移位数1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1以上介绍了DES算法的加密过程。DES算法的解密过程是一样的，区别仅仅在于第一次迭代时用子密钥K15，第二次K14、......，最后一次用K0，算法本身并没有任何变化。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
内容来自论文无忧网 www.paper51.com 3 算法实现及应用 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 3.1应用程序结构 内容来自www.paper51.com
程序总体功能有加密演示,保密通信,对文本文件进行加密三个部分,同时提供对密匙的简单管理,用户可根据需要自行修改密匙设置.程序上各个功能模块的执行依赖于界面事件,程序采用JAVA实现,充分利用了JAVA的事件模型.事件驱动的原理是注册监视器,为对象添加监视器,捕获事件,分析事件原因以及类型,根据事件的不同,执行不同的功能代码.本程序根据用户执行的操作,程序捕获界面上发生的事件,再根据事件的类型,执行不同的功能函数。 内容来自www.paper51.com
3.2应用程序底层加密接口 http://www.paper51.com 在封装的DES类中,提供了两个对外的接口,这两个接口非常重要,是本设计的核心,它独立的实现了对任意长字符串的加密,支持中英文的字符输入方式,其实现如下部分代码所示: paper51.com 加密接口：public String Encrypt(String In) http://www.paper51.com { Stringret=""; 内容来自www.paper51.com if(!IsDencrypted(In)) 内容来自论文无忧网 www.paper51.com { paper51.com
intcount=0; char Buffer[]=new char[(In.length()/4+1)*5]; 内容来自www.paper51.com
In=In.trim(); intx=In.length(); 内容来自论文无忧网 www.paper51.com for(inti=1;i<=(x/4+1);i++) 内容来自www.paper51.com { copyright paper51.com if(i==(x/4+1)) 内容来自www.paper51.com { 内容来自论文无忧网 www.paper51.com String si=In.substring(4*(i-1),x);chara[]=PreEncrypt(si).toCharArray(); 内容来自论文无忧网 www.paper51.com for(int t=0;t<4;t++) copyright paper51.com { Buffer[count++]=a[t]; } Buffer[count++]='#'; } copyright paper51.com
else paper51.com { Stringsi=In.substring(4*(i-1),4*i);char a[]=PreEncrypt(si).toCharArray(); 内容来自www.paper51.com for(int t=0;t<4;t++) copyright paper51.com { Buffer[count++]=a[t]; } Buffer[count++]='#'; } copyright paper51.com
} 内容来自论文无忧网 www.paper51.com ret=newString(Buffer);} copyright paper51.com else paper51.com { StringTokenizer analysis=newStringTokenizer(In,"#"); int count=0; copyright paper51.com char Buffer[]=new char[In.length()]; paper51.com while(analysis.hasMoreTokens()) 内容来自论文无忧网 www.paper51.com { Stringstr=analysis.nextToken();char a[]=PreEncrypt(str).toCharArray(); http://www.paper51.com for(inti=0;i<4;i++) http://www.paper51.com
{ Buffer[count++]=a[i]; } paper51.com } paper51.com
ret=newString(Buffer); 内容来自论文无忧网 www.paper51.com } paper51.com return ret;} 内容来自www.paper51.com 解密接口： http://www.paper51.com
public String Dencrypt(String In) 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
{ Stringret=""; paper51.com if(IsEncrypted(In)) paper51.com { 内容来自论文无忧网 www.paper51.com StringTokenizer analysis=newStringTokenizer(In,"#"); intcount=0; 内容来自www.paper51.com char Buffer[]=new char[In.length()]; 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
while(analysis.hasMoreTokens()) 内容来自论文无忧网 www.paper51.com { Stringstr=analysis.nextToken();char a[]=PreDencrypt(str).toCharArray(); 内容来自www.paper51.com for(inti=0;i<4;i++) 内容来自论文无忧网 www.paper51.com {Buffer[count++]=a[i]; } 内容来自www.paper51.com }ret=new String(Buffer); 内容来自www.paper51.com } 内容来自论文无忧网 www.paper51.com else copyright paper51.com
{int count=0;char Buffer[]=newchar[(In.length()/4+1)*5]; paper51.com In=In.trim();intx=In.length(); 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
for(inti=1;i<=(x/4+1);i++) paper51.com { http://www.paper51.com if(i==(x/4+1)) http://www.paper51.com { Stringsi=In.substring(4*(i-1),x); 内容来自论文无忧网 www.paper51.com chara[]=PreDencrypt(si).toCharArray(); 内容来自www.paper51.com for(int t=0;t<4;t++) 内容来自www.paper51.com {Buffer[count++]=a[t]; }Buffer[count++]='#'; 内容来自www.paper51.com
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