①、作用
从Ci 和 Di（56位）中选择出一个48位的子密钥Ki。 5、初始置换IP
①、作用
把64位明文打乱重排。
左一半为L0 (左32位) ，右一半为R0 (右32位) 。
例：把输入的第1位置换到第40位，把输入的第58位置换到第1位。 6、逆初始置换IP
①、作用
把64位中间密文打乱重排。 形成最终的64位密文。 7、加密函数f
①作用
DES的核心。 加密数据。
数据处理宽度32位。
②选择运算E
把32位输入扩充为48位中间数据； 重复使用数据实现扩充。 ③选择替换S（S盒）
S盒是DES唯一的非线性变换。
S盒是DES安全的关键。 共有8个S盒。
每个S盒有6个输入，4个输出，是一种非线性压缩变换。
设输入为b1b2b3b4b5b6 ,则以b1b6组成的二进制数为行号，b2b3b4b5组成的二进制数为列号。行列交点处的数（二进制）为输出。 ④置换运算P
把数据打乱重排。 8、DES的解密过程
DES的运算是对和运算，解密和加密可共用同一个运算。
不同点：子密钥使用的顺序不同。第一次解密迭代使用子密钥 K16 ，第二次解密迭代使用子密钥 K15 ，第十六次解密迭代使用子密钥 K1 。 DES解密过程的数学描述： Ri-1= Li
Li-1= Ri ⊕f (Li,Ki) i =16,15,14，...，1 9、DES的对和性证明 1、可逆性证明
①定义 T是把64位数据的左右两半交换位置： T（L，R）＝（R，L）
因为，T（L，R）＝（L，R）＝I ，其中 I为恒等变换，于是， T =T –1 ，
所以 T 变换是对合运算。 ②记DES第 i轮中的主要运算为，即
Fi（Li –1，Ri -1）＝（Li -1⊕f（Ri -1, Ki），R i -1）
2
－1
Fi ＝Fi（Li -1⊕f（Ri -1, Ki），R i -1）
＝（Li -1⊕f（Ri -1, Ki）⊕f（Ri -1, Ki），R i -1） ＝（Li –1，Ri -1） ＝I
所以，Fi ＝Fi –1 。 所以 Fi变换也是对合运算。
③结合①、②，便构成DES的轮运算 Hi ＝FiT 因为（FiT）（TFi）=（Fi（TT）Fi）=FiFi =I ， 所以
（FiT）＝（TFi） （FiT）＝（TFi）
④加解密表示
? DES(M) ＝IP-1 (F16) (T F15) … (TF2) (TF1)IP（M）＝C
? DES-1(C)＝IP -1(F1) (T F2) (T F3)… (T F15) (T F16)IP（C） 把? 式代入?式可证：
DES(DES(M))＝M 所以，DES是可逆的。
2、对合性证明
DES ＝IP -1(F16) (TF15) (TF14)…(TF3) (TF2) (TF1)IP DES＝IP (F1) (TF2) (TF3)…(TF14) (TF15) (TF16)IP
DES和DES-1 除了子密钥的使用顺序相反之外是相同的， 所以DES的运算是对合运算。 10、DES的安全性
①攻击
穷举攻击。目前最有效的方法。 差分攻击。 线性攻击。 11、3重DES
①美国NIST在1999年发布了一个新版本的DES标准（FIPS PUB46-3）： DES只用于遗留系统。 3DES将取代DES成为新的标准。 国际组织和我国银行都接受3DES。 ② 3DES的优势：
3密钥的3DES：密钥长度是168位。 2密钥的3DES：密钥长度是112位。 安全：密钥足够长；
经过最充分的分析和实践检验。
兼容性好。
12、DES的历史回顾
DES的出现标志着商业密码需求的增加。 DES体现商农的密码设计理论。
体现了公开设计原则，开创公开算法的先例。
-1
-1
－1
－1
2
-1
DES代表当时商业密码的最高水平。
大作业1
以3DES作为加密算法开发出文件加密软件系统：
具有文件加密和解密功能；
具有加解密速度统计功能；
采用密文反馈链接和密文挪用短块处理技术； 具有较好的人机界面。
复习题
1、分析DES的弱密钥。
2、证明DES具有互补对称性。
3、画出3密钥 3DES的框图。
第四讲 高级数据加密标准
一、AES的概况 1、历史时间：
1997年美国政府向社会公开征集高级数据加密标准（AES）； 1998年8月20日从应征的21个算法中选出15个。 1999年8月又选中其中5个算法。 2000年10月2日再选出1个算法。 2001年11月26日接受其作为标准。
2001年12月4日正式公布：FIPS－197。
2、AES产生的背景
①1984年12月里根总统下令由国家保密局研制新密码标准，以取代DES。 ②1991年新密码开始试用并征求意见。
民众要求公开算法，并去掉法律监督。
③1994年颁布新密码标准（EES）。
④1995年5月贝尔实验室的博士生M.Blaze在PC 机上用45分钟攻击法律监督字段获得成功。
⑤1995年7月美国政府放弃用EES加密数据。
⑥1997年美国政府向社会公开征AES。 ⑦美国商用密码政策的变化
公开征集 秘密设计 公开征集
成功 不成功 预计成功 3、AES的设计要求
①安全性：抵抗所有已知攻击；
②实用性：适应各种环境，速度快；
③扩展性：分组长度和密钥长度可扩展。 4、整体特点
①分组密码:明文长度128,密文长度、密钥长度可变（128/192/256等,现在一般取 128 ） 。
②面向二进制的密码算法:能够加解密任何形式的计算机数据。 ③不是对合运算:加、解密使用不同的算法。 ④综合运用置换、代替、代数等多种密码技术
⑤整体结构：基本轮函数加迭代。圈数可变，?10 5、应用
①许多国际组织采用为标准。
②尚未大范围应用。
③产品形式：软件（嵌入式，应用软件）；硬件（芯片，插卡） 6、结论
只有通过实际应用的检验才能证明其安全。
我们相信：经过全世界广泛分析的AES是不负众望的。 二、AES的基本变换 1、AES的数据处理方式
