DES算法的实现人民银行济南分行清算中心(250001) 张立锋 李宝成
01-5-9 上午 09:49:17--------------------------------------------------------------------------------
随着信息技术的发展，计算机应用渗透到社会生活的各个领域，特别是在电子商务中的应用，使人们对信息的依赖程度越来越大，从而使信息安全技术显得格外重要。信息安全技术主要是研究计算机系统信息的机密性、完整性、可获取性和真实性，它的核心是加密技术。加密技术根据加密密钥与解密密钥是否相同可分为对称加密技术（单密钥加密技术）和非对称加密技术（公开密钥加密技术）。
DES（Data Encryption Standard）加密技术是一种常用的对称加密技术，该技术算法公开，加密强度大，运算速度快，在各行业甚至军事领域得到广泛的应用。DES算法从公布到现在已有20多年的历史，虽然有些人对它的加密强度持怀疑态度，但现在还没有发现实用的破译DES的方法。并且在应用中，人们不断提出新的方法增强DES算法的加密强度，如3重DES算法、带有交换S盒的DES算法等。本文介绍如何用VB实现DES算法。
加解密原理
DES运算的原始数据（加密前数据）和加密密钥都是64位的，将原始数据经过初始的置换，然后与子密钥（由加密密钥产生）经过一系列迭代运算，最后再经过逆置换，即可得到加密数据。解密过程与此类似。
DES的加密密钥本身是64位，但其第8、16、24、32、40、48、56和64位是奇偶校验位，所以加密密钥实质上只有56位。子密钥K1（48位）是将这56位的数据经过选择换位，把产生结果分成左右两部分（L0和R0），将这两部分分别经过循环左移位，并将产生的结果再合并，最后将合并后数据经过缩小换位得到的。子密钥K2、K3……K16的产生过程与此类似。
公式表示如下：
L[0]R[0] = SelectChangeEKIP (加密密钥)
L[i] = ShiftString (L[i－1])
R[i] = ShiftString (R[i－1])
K[i] = SelectLittleEK (C[i]D[i])
密钥的实现
’用来保存产生子密钥Ki时的循环移位次数
Dim KiShiftNumber(1 To 16) As Integer
’初始化产生子密钥Ki 需做的循环移位次数
Sub InitShitNumber()
KiShiftNumber(1) = 1
For iLoop = 2 To 16
If iLoop = 2 Or iLoop = 9 Or iLoop = 16 Then
KiShiftNumber(iLoop) = KiShiftNumber(iLoop － 1) ＋ 1
Else
KiShiftNumber(iLoop) = KiShiftNumber(iLoop － 1) ＋ 2
End If
Next iLoop
End Sub
’实现二进制字符串的循环左移
Function ShiftString(intShiftNumber As Integer,strInString As String) As String
iTemp = Len(strInString)
ReDim strTemp(1 To iTemp)
strTemp1 = strInString
For iLoop1 = 1 To intShiftNumber
For iLoop = 1 To iTemp － 1
strTemp(iLoop) = Mid(strTemp1,1＋iLoop,1)
Next iLoop
strTemp(iTemp) = Left(strTemp1, 1)
strTemp1 = “”
For iLoop = 1 To iTemp
strTemp1 = strTemp1 ＆ strTemp(iLoop)
Next iLoop
Next iLoop1
ShiftString = strTemp1
End Function
’实现加密密钥的选择换位
Function SelectChangeEKIP(strInString As String) AsString
’将十六进制字符串转化为二进制字符串
strTemp1 = strChangToBinary(strInString)
For iLoop = 1 To 64
sTemp(iLoop) = Mid(strTemp1, iLoop, 1)
Next iLoop
SelectChangeEKIP = sTemp(57) ＆ sTemp(49) ＆ sTemp(41) ＆ sTemp(33) ＆ sTemp(25) ＆ sTemp(17) ＆ sTemp(9) ＆ sTemp(1) ＆ sTemp(58) ＆ sTemp(50) ＆ sTemp(42) ＆ sTemp(34) ＆ sTemp(26) ＆ sTemp(18) ＆ sTemp(10) ＆ sTemp(2) ＆ sTemp(59) ＆ sTemp(51) ＆ sTemp(43) ＆ sTemp(35) ＆ sTemp(27) ＆ sTemp(19) ＆ sTemp(11) ＆ sTemp(3) ＆ sTemp(60) ＆ sTemp(52) ＆ sTemp(44) ＆ sTemp(36) ＆ sTemp(63) ＆ sTemp(55) ＆ sTemp(47) ＆ sTemp(39) ＆ sTemp(31) ＆ sTemp(23) ＆ sTemp(15) ＆ sTemp(7) ＆ sTemp(62) ＆ sTemp(54) ＆ sTemp(46) ＆ sTemp(38) ＆ sTemp(30) ＆ sTemp(22) ＆ sTemp(14) ＆ sTemp(6) ＆ sTemp(61) ＆ sTemp(53) ＆ sTemp(45) ＆ sTemp(37) ＆ sTemp(29) ＆ sTemp(21) ＆ sTemp(13) ＆ sTemp(5) ＆ sTemp(28) ＆ sTemp(20) ＆ sTemp(12) ＆ sTemp(4)
End Function
’实现加密密钥的缩小换位
Function SelectLittleEK(strInString As String) As String
For iLoop = 1 To 56
sTemp(iLoop) = Mid(strInString, iLoop, 1)
Next iLoop
SelectLittleEK = sTemp(14) ＆ sTemp(17) ＆ sTemp(11) ＆ sTemp(24) ＆ sTemp(1) ＆ sTemp(5) ＆ sTemp(3) ＆ sTemp(28) ＆ sTemp(15) ＆ sTemp(6) ＆ sTemp(21) ＆ sTemp(10) ＆ sTemp(23) ＆ sTemp(19) ＆ sTemp(12) ＆ sTemp(4) ＆ sTemp(26) ＆ sTemp(8) ＆ sTemp(16) ＆ sTemp(7) ＆ sTemp(27) ＆ sTemp(20) ＆ sTemp(13) ＆ sTemp(2) ＆ sTemp(41) ＆ sTemp(52) ＆ sTemp(31) ＆ sTemp(37) ＆ sTemp(47) ＆ sTemp(55) ＆ sTemp(30) ＆ sTemp(40) ＆ sTemp(51) ＆ sTemp(45) ＆ sTemp(33) ＆ sTemp(48) ＆ sTemp(44) ＆ sTemp(49) ＆ sTemp(39) ＆ sTemp(56) ＆ sTemp(34) ＆ sTemp(53) ＆ sTemp(46) ＆ sTemp(42) ＆ sTemp(50) ＆ sTemp(36) ＆ sTemp(29) ＆ sTemp(32)
End Function
’产生子密钥Ki
Function GetEncK(iNumber As Integer, strInString As String) As String
’初始化产生子密钥Ki 需做的循环移位次数
InitShitNumber
’加密密钥的选择换位
strTemp = SelectChangeEKIP(strInString)
’左半部分循环左移
strLeft = ShiftString(KiShiftNumber(iNumber), Left(strTemp, 28))
’右半部分循环左移
strRight = ShiftString(KiShiftNumber(iNumber), Right(strTemp, 28))
’实现缩小换位得到子密钥Ki
GetEncK = SelectLittleEK(strLeft ＆ strRight)
End Function
加密原始数据
首先把原始数据选择换位，将产生的数据分成左右两部分（L0和R0），每一部分各32位。然后将R0经过放大换位由32位变为48位，再与子密钥K1按位做异或运算，把产生结果通过选择函数变换为32位的数据，再经过单纯换位函数换位，换位后数据与L0做异或运算产生结果作为R1。最后把原来的R0作为L1，如此迭代16次，将R16和L16合并后的结果逆置换即可得到加密数据。
公式表示如下：
L[0]R[0] = SelectChangeDataIP(原始数据)
L[i] = R[i－1]
R[i] = L[i－1] xor f (R[i－1] , k[i]) 1<= i <= 16
加密数据= InverseChangeData（R[16]L[16]）
解密算法与此类似，只是在第一次迭代时使用的子密钥是K16，第二次是K15，最后一次是K1。
此部分的详细代码请参见计算机世界网http://www.ccw.com.cn/app/aprog/01－5－7－4.asp。
01-5-9 上午 09:49:17--------------------------------------------------------------------------------
随着信息技术的发展，计算机应用渗透到社会生活的各个领域，特别是在电子商务中的应用，使人们对信息的依赖程度越来越大，从而使信息安全技术显得格外重要。信息安全技术主要是研究计算机系统信息的机密性、完整性、可获取性和真实性，它的核心是加密技术。加密技术根据加密密钥与解密密钥是否相同可分为对称加密技术（单密钥加密技术）和非对称加密技术（公开密钥加密技术）。
DES（Data Encryption Standard）加密技术是一种常用的对称加密技术，该技术算法公开，加密强度大，运算速度快，在各行业甚至军事领域得到广泛的应用。DES算法从公布到现在已有20多年的历史，虽然有些人对它的加密强度持怀疑态度，但现在还没有发现实用的破译DES的方法。并且在应用中，人们不断提出新的方法增强DES算法的加密强度，如3重DES算法、带有交换S盒的DES算法等。本文介绍如何用VB实现DES算法。
加解密原理
DES运算的原始数据（加密前数据）和加密密钥都是64位的，将原始数据经过初始的置换，然后与子密钥（由加密密钥产生）经过一系列迭代运算，最后再经过逆置换，即可得到加密数据。解密过程与此类似。
DES的加密密钥本身是64位，但其第8、16、24、32、40、48、56和64位是奇偶校验位，所以加密密钥实质上只有56位。子密钥K1（48位）是将这56位的数据经过选择换位，把产生结果分成左右两部分（L0和R0），将这两部分分别经过循环左移位，并将产生的结果再合并，最后将合并后数据经过缩小换位得到的。子密钥K2、K3……K16的产生过程与此类似。
公式表示如下：
L[0]R[0] = SelectChangeEKIP (加密密钥)
L[i] = ShiftString (L[i－1])
R[i] = ShiftString (R[i－1])
K[i] = SelectLittleEK (C[i]D[i])
密钥的实现
’用来保存产生子密钥Ki时的循环移位次数
Dim KiShiftNumber(1 To 16) As Integer
’初始化产生子密钥Ki 需做的循环移位次数
Sub InitShitNumber()
KiShiftNumber(1) = 1
For iLoop = 2 To 16
If iLoop = 2 Or iLoop = 9 Or iLoop = 16 Then
KiShiftNumber(iLoop) = KiShiftNumber(iLoop － 1) ＋ 1
Else
KiShiftNumber(iLoop) = KiShiftNumber(iLoop － 1) ＋ 2
End If
Next iLoop
End Sub
’实现二进制字符串的循环左移
Function ShiftString(intShiftNumber As Integer,strInString As String) As String
iTemp = Len(strInString)
ReDim strTemp(1 To iTemp)
strTemp1 = strInString
For iLoop1 = 1 To intShiftNumber
For iLoop = 1 To iTemp － 1
strTemp(iLoop) = Mid(strTemp1,1＋iLoop,1)
Next iLoop
strTemp(iTemp) = Left(strTemp1, 1)
strTemp1 = “”
For iLoop = 1 To iTemp
strTemp1 = strTemp1 ＆ strTemp(iLoop)
Next iLoop
Next iLoop1
ShiftString = strTemp1
End Function
’实现加密密钥的选择换位
Function SelectChangeEKIP(strInString As String) AsString
’将十六进制字符串转化为二进制字符串
strTemp1 = strChangToBinary(strInString)
For iLoop = 1 To 64
sTemp(iLoop) = Mid(strTemp1, iLoop, 1)
Next iLoop
SelectChangeEKIP = sTemp(57) ＆ sTemp(49) ＆ sTemp(41) ＆ sTemp(33) ＆ sTemp(25) ＆ sTemp(17) ＆ sTemp(9) ＆ sTemp(1) ＆ sTemp(58) ＆ sTemp(50) ＆ sTemp(42) ＆ sTemp(34) ＆ sTemp(26) ＆ sTemp(18) ＆ sTemp(10) ＆ sTemp(2) ＆ sTemp(59) ＆ sTemp(51) ＆ sTemp(43) ＆ sTemp(35) ＆ sTemp(27) ＆ sTemp(19) ＆ sTemp(11) ＆ sTemp(3) ＆ sTemp(60) ＆ sTemp(52) ＆ sTemp(44) ＆ sTemp(36) ＆ sTemp(63) ＆ sTemp(55) ＆ sTemp(47) ＆ sTemp(39) ＆ sTemp(31) ＆ sTemp(23) ＆ sTemp(15) ＆ sTemp(7) ＆ sTemp(62) ＆ sTemp(54) ＆ sTemp(46) ＆ sTemp(38) ＆ sTemp(30) ＆ sTemp(22) ＆ sTemp(14) ＆ sTemp(6) ＆ sTemp(61) ＆ sTemp(53) ＆ sTemp(45) ＆ sTemp(37) ＆ sTemp(29) ＆ sTemp(21) ＆ sTemp(13) ＆ sTemp(5) ＆ sTemp(28) ＆ sTemp(20) ＆ sTemp(12) ＆ sTemp(4)
End Function
’实现加密密钥的缩小换位
Function SelectLittleEK(strInString As String) As String
For iLoop = 1 To 56
sTemp(iLoop) = Mid(strInString, iLoop, 1)
Next iLoop
SelectLittleEK = sTemp(14) ＆ sTemp(17) ＆ sTemp(11) ＆ sTemp(24) ＆ sTemp(1) ＆ sTemp(5) ＆ sTemp(3) ＆ sTemp(28) ＆ sTemp(15) ＆ sTemp(6) ＆ sTemp(21) ＆ sTemp(10) ＆ sTemp(23) ＆ sTemp(19) ＆ sTemp(12) ＆ sTemp(4) ＆ sTemp(26) ＆ sTemp(8) ＆ sTemp(16) ＆ sTemp(7) ＆ sTemp(27) ＆ sTemp(20) ＆ sTemp(13) ＆ sTemp(2) ＆ sTemp(41) ＆ sTemp(52) ＆ sTemp(31) ＆ sTemp(37) ＆ sTemp(47) ＆ sTemp(55) ＆ sTemp(30) ＆ sTemp(40) ＆ sTemp(51) ＆ sTemp(45) ＆ sTemp(33) ＆ sTemp(48) ＆ sTemp(44) ＆ sTemp(49) ＆ sTemp(39) ＆ sTemp(56) ＆ sTemp(34) ＆ sTemp(53) ＆ sTemp(46) ＆ sTemp(42) ＆ sTemp(50) ＆ sTemp(36) ＆ sTemp(29) ＆ sTemp(32)
End Function
’产生子密钥Ki
Function GetEncK(iNumber As Integer, strInString As String) As String
’初始化产生子密钥Ki 需做的循环移位次数
InitShitNumber
’加密密钥的选择换位
strTemp = SelectChangeEKIP(strInString)
’左半部分循环左移
strLeft = ShiftString(KiShiftNumber(iNumber), Left(strTemp, 28))
’右半部分循环左移
strRight = ShiftString(KiShiftNumber(iNumber), Right(strTemp, 28))
’实现缩小换位得到子密钥Ki
GetEncK = SelectLittleEK(strLeft ＆ strRight)
End Function
加密原始数据
首先把原始数据选择换位，将产生的数据分成左右两部分（L0和R0），每一部分各32位。然后将R0经过放大换位由32位变为48位，再与子密钥K1按位做异或运算，把产生结果通过选择函数变换为32位的数据，再经过单纯换位函数换位，换位后数据与L0做异或运算产生结果作为R1。最后把原来的R0作为L1，如此迭代16次，将R16和L16合并后的结果逆置换即可得到加密数据。
公式表示如下：
L[0]R[0] = SelectChangeDataIP(原始数据)
L[i] = R[i－1]
R[i] = L[i－1] xor f (R[i－1] , k[i]) 1<= i <= 16
加密数据= InverseChangeData（R[16]L[16]）
解密算法与此类似，只是在第一次迭代时使用的子密钥是K16，第二次是K15，最后一次是K1。
此部分的详细代码请参见计算机世界网http://www.ccw.com.cn/app/aprog/01－5－7－4.asp。
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