DES算法流程
DES数据加密标准 (Data Encryption Standard）是一个16轮的Feistel型结构密码，它的分组长度为64比特，用一个56比特的**来加密一个64比特的明文串，输出一个64比特的密文串。其中，使用**为64比特，**位数是56比特，另8位用作奇偶校验，加密用的位数是48比特。加密的过程是先对64位明文分组进行初始置换，然后分左、右两部分分别经过16轮迭代，然后再进行循环移位与变换，最后进行逆变换得出密文。加密与解密使用相同的**，因而它属于对称密码*。
DES算法流程
- 初始置换IP
- 生成16个48位的子**
- 16轮feistel结构迭代
a) 扩展置换E
b) S盒代换
c) 置换P - 逆初始置换IP-1
Feistel结构：feistel结构把任何函数（一般称为F函数，又称轮函数）转化为一个置换。
子**的生成：子**K的生成大致分成三个过程：置换选择PC1，循环左移，置换选择PC2。
Ln = R(n - 1)；
Rn = L(n - 1)⊕f(Rn-1,kn-1)
1.初始置换
DES算法使用64位的**key将64位的明文输入块变为64位的密文输出块，并把输出块分为L0、R0两部分，每部分均为32位。初始置换规则如下：
注意：这里的数字表示的是原数据的位置，不是数据
初始置换把64位明文的第1位置换到第40位，第2位置换到第8位，第3位置换到第48位。以此类推，最后一位是原来的第7位。
M1=（123456789ABCDEF）16
=（00000001 00100011 01000101 01100111 10001001 10101011 11001101 11101111）2
经过IP置换，并分成左右两部分，结果为：
L0=11001100 00000000 11001100 11111111
R0=11110000 10101010 11110000 10101010
2.生成16个48位的子**
DES算法由64位秘钥产生16轮的48位子秘钥。在每一轮的迭代过程中，使用不同的子秘钥。
a、在DES中，每一轮迭代都使用了一个轮**。轮**是从用户输入的**k（64位）产生的。实用**是56位，另8位是奇偶校验位：输出**k的第8 , 16 , …,64位为奇偶校验位（每一字节的最后一位），这些位的值使得每个字节恰好包含了奇数个1，这样如果输入**中某个字节中存在一个错误，奇偶校验可以帮助查到这些错误。根据选择置换PC-1将这56位分成两块C0(28位)和D0(28位)；
b、将C0和D0进行循环左移变化(注：每轮循环左移的位数由轮数决定)，变换后生成C1和D1，然后C1和D1合并，并通过选择置换PC-2生成子**K1(48位)；
c、C1和D1在次经过循环左移变换，生成C2和D2，然后C2和D2合并，通过选择置换PC-2生成**K2(48位)；
d、以此类推，得到K16(48位)。但是最后一轮的左右两部分不交换，而是直接合并在一起R16L16，作为逆置换的输入块。其中循环左移的位数一共是循环左移16次，其中第一次、第二次、第九次、第十六次是循环左移一位，其他都是左移两位。
**置换选择PC-1(子秘钥的生成)
操作对象是64位秘钥，初始**K=（123DAB779F658067）16
=（00010010 00111101 10101011 01110111 10011111 01100101 10000000 01100111）2
64位秘钥通过缩小选择换位表1的变换变成56位。如下：
再将56位秘钥分成C0和D0：
C0=（0101010 0101010 0010101 1100001）2
D0=（1001110 1101110 1000010 1101011）2
根据轮数，将Cn和Dn分别循环左移1位或2位
循环左移每轮移动的位数如下：
第一轮是循环左移1位。循环左移1位后如下：
C1=（1010100 1010100 0101011 1000010）2
D1=（0011101 1011101 0000101 1010111）2
C1和D1合并之后，再经过置换选择表2生成48位的子秘钥K1。置换选择表2(PC-2)如下：
去掉第9、18、22、25、35、38、43、54位，从56位变成48位，再按表的位置置换。
K1=（000011 100011 001001 101100 011011 010010 011100 011101）
C1和D1再次经过循环左移变换，生成C2和D2，C2和D2合并，通过PC-2生成子秘钥K2。
以此类推，得到子秘钥K1~K16。需要注意其中循环左移的位数。
3.F轮函数
将明文进行完初始置换IP后，进入轮函数F。轮函数F中包含运算（扩展置换E、S盒代换、置换IP）
R0=11110000 10101010 11110000 10101010
K1=000011 100011 001001 101100 011011 010010 011100 011101
通过扩展置换E，数据的右半部分R0从32位扩展到48位。扩展置换改变了位的次序，重复了某些位。
扩展置换的目的：
a、产生与秘钥相同长度的数据以进行异或运算，R0是32位，子秘钥是48位，所以R0要先进行扩展置换之后与子秘钥进行异或运算；
b、提供更长的结果，使得在替代运算时能够进行压缩。
E（R0）=011110 100001 010101 010101 011110 100001 010101 010101
E（R0）⊕K1=011101 000010 011100 111001 000101110011 001001 001000
S盒代换
在密码函数f (R , k)中有8个S盒，称为8个不同的选择函数，分别用S1,S2,…S8表示。每个S盒都是将6位作为输入，得到一个4位块作为输出。
以S1为例，若B是6位的一个块，则S1(B)计算如下：B的第一和最后一位表示从0到3之间的二进制数，令该数为i ；而B的中间4位表示从0到15之间的二进制数，令该数为j；在该表S1中查第i行j列的数，它是从0到15之间的一个数，且唯一地由4位块代表，则该块就是输入B的S1的输出S1(B)例如对于输入为101000而言，行是10，即第2行。而列是由0100确定，即第5列，S1盒的第2行与第5列的交叉处即为B，因而输出为1101，因此1101就是S盒S1在输入为101000时的输出。
在f ( R , k )的计算中，它将由模2加运算得到的b1,b2,…,b48按每6个一组共
分为8组，顺序记为B1，B2,…,B8它们分别经过8个选择函数 Si运算变成C1,C2,…,C32即
S1(B1)S2(B2)…S8(B8) = C1,C2,…,C32
E（R0）⊕K1=011101 000010 011100 111001 000101110011 001001 001000
S1的输入为011101，第一位和第六位组成行，行选为01（即第1行），中间四位组成列，列选为1100（即第12列，8+4），行列交叉位置的数为9，其4位二进制表示为1001，所以S1的输出为1001。
S2的输入为000010，第一位和第六位组成行，行选为00（即第0行），中间四位组成列，列选为0001（即第1列），行列交叉位置的数为1，其4位二进制表示为0001，所以S2的输出为0001。
S盒的32bit输出为:
S（E（R0）⊕K1）=0011 0001 0010 1100 0010 1110 0100 0110
再经过P盒置换，S-盒代替运算，每一盒得到4位，8盒共得到32位输出。这32位输出作为P盒置换的输入块。
P盒置换将每一位输入位映射到输出位。任何一位都不能被映射两次，也不能被略去。
经过P-1盒置换的结果与最初64位分组的左半部分异或。
得到函数的输出：
f（R0，K1）=00010000 00110010 01010010 11101110
在初始置换IP中，得知：
L0=11001100 00000000 11001100 11111111
通过如下运算可得到第一轮迭代输出结果的左右两部分为：
R1=L0⊕f（R0，K1）=11011100 00110010 10011110 00010001
L1=R0=11110000 10101010 11110000 10101010
4.逆初始置换IP-1
将初始置换进行16次的迭代，即进行16层的加密变换，这个运算过程我们暂时称为函数f。得到L16和R16，将此作为输入块，进行逆置换得到最终的密文输出块。逆置换是初始置换的逆运算。从初始置换规则中可以看到，原始数据的第1位置换到了第40位，第2位置换到了第8位。则逆置换就是将第40位置换到第1位，第8位置换到第2位。以此类推，逆置换规则如下
第16轮迭代输出结果的左右两部分为：
R16=01110010 00010011 01001111 10010011
L16=10001111 01011110 00000011 10111100
V=IP-1（R16L16）=10011101 11111101 10100110 10100110 01110011 01000010 01100100 10000011
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