提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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前言

个人学习整理笔记，希望能对后来者有所帮助。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、一次一密（One-time password）

一个序列密码称为一次一密必须满足以下条件：

1. 通过真随机数生成器得到**序列s0,s1,s2,…
2. 只有合法的通信方才知道**序列；
3. 每个**序列位si仅适用一次。这意味着每个明文位都需要一个**位，因此，一次一密的**长度必须和明文长度一样。

一次一密是无条件安全的。

实例：假设发送方要发送“short"这个单词给接收方。

发送方：

1. 使用ASCII编码来转换 “short”这个词，转换后会得到下面这一串二进制信息：
   0111001101101000011011110111001001110100

2. 接下来你需要一个和上面二进制串长度完全一致的**，如：
   0110010101101010001110010010011101100100

3. 我们将这两组字符串进行XOR 运算，得到：
   0001011000000010010101100101010100010000
   发送方将这串数据发送给接收方

接收方：

接收方得到数据后将其与**进行XOR运算，得到发送方的数据，再利用ascii编码即可得到正确的信息。

二、分组密码（Block cipher)

1.DES

DES（Data Encryption Standard，数据加密标准)是一种使用56位**对64位长分组进行加密的密码。它是一种对称密码，即加密过程和解密过程使用相同的**。DES对明文中的每个分组的加密过程都包含16轮，且每轮操作完全相同，每轮采用的子**不同，并且所有子**ki都是从主**k中推到出来的。

DES加密过程：

1. 64位**经过子**产生算法产生出16个子**：K1,K2,…,K16，分别供第一次，第二次，…，第十六次加密使用。

以下为子**产生流程图：

子**产生需经过置换选择1、循环左移、置换选择2等变换，产生出16个48位长的子**。

（1）置换选择1
64位的**为8个字节，每个字节的前七位是真正的**位，第8位为奇偶校验位，因此DES真正**位56位。
置换选择1的作用：从64位中去除8个奇偶校验位；剩余56位打乱重排，且将前28位作为C0，后28位作为D0。

上图表示置换选择1结束后，C0、D0的值是由原**中的哪几位构成。

（2）置换选择2

将Ci和Di合并成一个56位的中间数据，置换选择2从中选择一个48位的子**Ki。

2.16轮迭代

（1）初始置换IP

初始置换的作用是将64位明文打乱重排，并分成左右两部分L0和R0，每部分32位。

（2）加密部分

上一轮的Ri将作为下一轮的Li+1，而Li则通过加密运算成为下一轮的Ri+1。

加密函数f：

• 首先将输入分成8个4位的分组

• 通过E-盒将4位的分组扩展成6位的分组，此时得到48位的输入长度。

• 将得到48位与轮**Ki进行XOR操作，并将8个6位长的分组送入8个S-盒中，得到8个4位长的分组，即得到了32位的输出。
  -（S-盒可以将6位的输入映射为4位的输出，按照6位中首尾两位组成的二进制位行，中间四位组成的二进制位列，从S盒中进行查询，得到4位输出）
  例：100101，首尾两位为11，则表示数字3，则第4行，中间四位0010，则表示数字2，则为第3列（行列均从0开始计数）

• 32位的输出进行P置换
  最后得到的32位输出则为下一轮的Ri+1

注意：最后一轮得到的Ri和Li不进行交换

(3)逆初始置换IP-1

逆初始置换是初始置换IP的逆置换，它把十六次加密迭代的结果打乱重排，形成64位密文。

以上便是DES的加密过程。

DES解密

由于DES的运算时对合运算，所以加密和解密可用同一个运算，只是子**使用顺序不同。
把64位密文当做明文输入，而且第一次解密迭代使用子**K16，第二次解密迭代使用子**K15，…，第十六次解密迭代使用子**K1,最后输出的就是64位明文。

解密过程可用如下数学公式表示：

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总结

本文主要介绍了一次一密的概念和DES算法。