算法实现
表3-1 每轮密钥循环左移位数
迭代次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 右移位数 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
例如：KL0=c1c2?c28，KR0=d1d2?d28由于是第1次迭代，循环左移位数是1，所以，KL0=c2c3?c28c1，KR0=d2d3?d28d1,KLKR两组密钥循环左移后，再合并成56位密钥，例如：K1=c2c3?c28c1d2d3?d28d1,合并后 56 位密钥一方面用于产生子密钥，另一方面为下次迭代运算做准备。
5) 压缩置换
按照密钥置换矩阵3-3，从56位密钥中产生48位子密钥。密钥压缩置换矩阵中共有48位元素，在密钥压缩置换表中看不到9，18，22，25，35，38，43，54这8个元素，因为这些元素已被压缩了。
矩阵3-3 密钥压缩压缩置换
? 14 17 11 24 1 5 ??? 3 28 15 6 21 10??? 23 19 12 4 26 8??? 16 7 27 20 13 2??? 41 52 31 37 47 55? ?? 30 40 51 45 33 48??? 44 49 39 56 34 53????? 46 42 50 36 29 32??6) 扩展置换
将原明文数据的右半部分R从32位扩展成48位，扩展置换按照扩展置换矩阵3-4规则进行。
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算法实现
矩阵3-4 扩展置换
? 32 1 2 3 4 5 ??? 4 5 6 7 8 9 ??? 8 9 10 11 12 13 ??? 12 13 14 15 16 17 ?? ? 16 17 18 19 20 21 ??? 20 21 22 23 24 25 ??? 24 25 26 27 28 29 ????? 28 29 30 31 32 1 ??7) 子密钥和扩展置换后的数据异或运算
将子密钥和扩展置换后的数据按位进行异或运算，然后，将得到的48位结果送到S盒代替。
8) S盒替换
将48位数据按顺序每6位分为一组，共分成8组，并分别输入到S1，S2?S8盒中，每个S盒的输出为4位，再将每个S盒的输出拼接成32位，S盒如图3-7所示。
48位输入 6位 S1 S8 ?????? 4位 32位输出 图3-7 S 盒
DES的S盒的使用方法是：设S盒的输入为6位二进制数 b1b2b3b4b5b6，把 b1 b6这两位二进制数转换成十进制，并作为S盒的行号 i，把 b2b3b4b5这4位二进制数转换成十进制数，并作为S盒的列号j，则对应S盒的(i,j)元素就为S盒的十进制输出，再将该十进制数转换为二进制数，就得到S盒的4位二进制输出。
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算法实现
S盒替换是DES的核心部分，整个变换过程是非线性的（而DES算法的其它变换都是线性的），提供了很好的混乱数据效果，比DES算法其它步骤提供的安全性更好。
9) P盒置换
将S盒输出的32位二进制数据按P盒置换矩阵3-5进行置换。
矩阵3-5 P盒置换
? 16 7 20 21 29 12 28 17 ??? 1 15 23 26 5 28 31 10 ?? ? 2 8 24 14 32 27 3 9 ???? 19 13 30 6 22 11 4 25 ?例如：将S盒输出的第16位变换成第1位，S盒输出的第1位变换成第9位。 10）P盒输出与原64位数据进行异或运算
将P盒输出的32位二进制与原64位数据分组的左半部分Li进行异或运算，得到分组的右半部分Ri。
11）Ri-1-Li
将原分组的右半部分Ri-1作为分组的左半部分Li。 12）重复4—11步，循环操作16轮。 13）逆初始置换
经过16轮的DES运算后，将输出的L16，R16合并起来。形成64位的二进制数，最后按照逆初始置换矩阵3-6进行逆初始置换，就可以得到密文[9]。
矩阵3-6 逆初始置换
? 40 8 48 16 56 24 64 32 ??? 39 7 47 15 55 23 63 31 ??? 38 6 46 14 54 22 62 30 ??? 37 5 45 13 53 21 61 29 ?? ? 36 4 44 12 52 20 60 28 ??? 35 3 43 11 51 19 59 27 ??? 34 2 42 10 50 18 58 26 ????? 33 1 41 9 49 17 57 25 ??（4）DES算法解密过程
DES算法加密和解密过程使用相同的算法，并使用相同的加密密钥和解密密钥，两者的区别是：
1） DES 加密时是从L0，R0到L15，R15进行变换，而解密时是从L15，R15
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算法实现
到L0，R0进行变换的。
2) 加密时各轮的加密密钥为K0K1?K15，而解密时各轮的解密密钥为K15K14?K0。
3) 加密时密钥循环左移，而解密时循环右移。 （5）三重DES 算法
为了提高算法的安全强度，本课题采用三重DES加密，它的基本方法是：用两个密钥对一个分组进行三次加密，即加密时，先用第一个密钥加密，然后用第二个密钥解密，最后再用第一个密钥加密。解密时，先用第一个密钥解密，然后用第二个密钥加密，最后再用第一个密钥解密。相关图示如下图3-8所示。
加密
DES DES DES 明文 K1 K2 K3 密文 DES DES DES 解密
图3-8 三重DES
3.5.2 RSA公开密钥密码体制
原理：根据数论，寻求两个大素数比较简单，而把两个大素数的乘积分解则极其困难。在这一体制中，每个用户有两个密钥：加密密钥pk={e,n}，和解密密钥 sk={d,n}。用户把加密密钥公开，使得任何其它用户都可以使用。而对解密密钥中的d 则保密[10]。
这里，n为两个大素数p和q的乘积（素数p和q一般为100位以上的十进制数）。e和d 满足一定的关系.当敌手已知e 和n 时并不能求出d。
（1）加密算法
若用整数X表示明文，用整数Y表示密文（X 和Y 均小于n ），则加密和解
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算法实现
密运算为：
加密：Y?Xemodn
解密：X?Ydmodn 公式（3-1）
（2）密钥的产生 1）计算n 。
用户秘密地选择两个大素数p和q，计算出n=pq,n 称为RSA算法的模数，明文必须用小于n 的数来表示，实际上n 是几百比特长的数。加密消息m 时，首先将它分成比n小的数据分组（采用十六进制数，选取小于n 的16 的最大次幂），也就是说，p和q为 100 位的素数，那么n 将有 200 位，每个消息分组m 应小于200位长（如果需要加密固定的消息分组，那么可以在它的左边填充一些0 并确保该数比n小）。加密后的密文c，将由相同长度的分组ci组成。
加密公式简化为： ci?mie?modn? 公式（3-2） 解密时，取每一个加密后的分组ci并计算：
dmi?ci?modn? 公式（3-3）
2）计算??n?。用户再计算出n的欧拉函数，即：
??n???p?1???q?1?.??n? 公式（3-4）
3）选择e。从?0,??n??1?，中选择一个与??n?互素的数e作为公开的加密指数。
4）计算d。用户计算出满足下式的d:ed?1mod??n? 作为解密指数,得出： d?e?1mod??p?1??q?1?? 公式（3-5） 5）得出所需要的公开密钥和私有密钥。
公开密钥 (即加密密钥) pk??e,d? 私有密钥 (即解密密钥) sk??d,n? 3.5.3 混合加密的实现
本设计使用 DES 作为对称密钥算法加密原图像，使用RSA作为公开密钥算法加密DES密钥。本设计特点如下：
(1) 提供了两个加密接口.混合加密，DES加密。
(2) 本设计的DES可以进行1次DES加密(标准DES加密)和3次DES加密。它会根据密钥长度，自动选择加密方案。当密钥长度在64位以内时它将使用标准
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