论文部分内容阅读
[摘 要]随着信息技术的快速发展，计算机网络的保密问题成为人们所关心的主要问题，随之而来的便是多种数据加密的方法。本文就DES数据加密算法的概念、原理、优势、及实现进行了简单的论述，对DES数据加密技术所存在的问题及改进措施进行探讨。
[关键词]DES加密算法；数据加密；计算机数据
中图分类号：TP309.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0380-01
由于人们对保密问题的重视，出现了很多保密技术，比如：身份验证技术、数据加密技术等。数据加密技术融合了计算机技术、数学、密码学等，能有效的对信息进行保护。DES数据加密算法能有效的保护数据，防止数据被非法窃取，而且还能阻止数据被修改。但是DES数据加密技术在其保密程度上存在一些不足，为了更好地对信息进行保密，就必须对DES加密算法有所改进。
1、 DES数据加密技术的概念和原理
数据加密技术是指将信息经过加密钥匙及函数转换成密码形式的文字，也就是密文，接收信息的一方可以经过解密钥匙把密文还原成原来的明文。数据加密技术也就只有在特定的用户或者是网络的情况下，才能解除密码获得原来明文的数据信息，这也就需要给信息的发送信息的一方和接受信息的一方采用一些特殊的数据信息进行加密和解密，加密解密过程中所用的数据信息也就是所谓的密钥，数据加密技术就是通过密钥进行加密和解密的。
DES数据加密算法是一种对称加密技术，所谓对称加密技术就是指使用相同的密钥进行加密和解密，密钥的存在形式是对称的，这种方法简单、容易实现，所以其应用比较广泛。DES数据加密技术利用的是置换技术、代替等多种密码技术，把数据分成64个不等份，其中56位当作是密钥，8位用来作奇偶校验。DES数据解密技术的加密和解密过程都是相当复杂的，也正因为如此，DES数据加密技术才具有一定的保密性能。
DES数据加密算法一般在入口出的参数有三个：加密解密使用的密钥（key）、加密解密的数据（data）、DES加密算法的工作模式（mode）。DES加密算法的过程可以简单的叙述为：把明文按照64位来进行分组，密钥的有效长度为56位，然后将几个个分组重新排列顺序，再将明文的几个分组进行16次置换和代换的转换，把转换后的结果分为两组，并调换两个部分的次序，最后产生64位的密文[1]。
2、 DES数據加密技术的优势
DES数据加密算法的优势主要体现在三个方面：
（1） DES加密算法相当复杂，破译工作也很难，现在唯一能破译的方法就是穷举法。也就是说，如果有人想要破解这个算法，那他就要耗费极大的时间和精力。这也就使得DES加密算法的保密性能非常好。
（2） DES加密算法能够提高数据保护功能的质量，能防止数据非法泄露，而且还能及时阻止数据在未经允许下被修改。
（3） DES加密算法的安全性主要是依赖于它的算法比较复杂，DES加密算法的加密过程是非常复杂的，这也就提高了它的保密性能。
3、 在计算机数据通信中DES数据加密技术的实现
（1） DES数据加密技术的加密处理环节
DES数据加密技术的加密处理主要分三步进行。第一步是初始变换，也就是参照换位表把64位明文进行初始变换，在整个初始变换的过程中，要保证初始转换中的数据和换位表中的数据是一致的，从而使输入的数据准确没有错误；第二步就是重新排列顺序，即对64位分成的几个分组重新排序，详细的说，就是把初始转换的64位分为32个位，再进行16次的置换和代换的转换；第三步是换位，在16次的转换结束后，可以依照初始的换位表把转换后的数据信息合成一个64位的数据，也就是进行加密处理后的密文[2]。
（2） DES数据加密技术的解密处理环节
因为DES数据加密技术是对称加密技术，所以解密过程与加密过程采用的算法是一致的。不同的是在解密过程中需要对加密处理时的所用的方法进行逆向的变换。也就相当于把初始时换位表与最后形成的换位表的位置进行整体的转换，把它们的顺序完全颠倒。
4、 DES数据加密技术的不足之处及改进措施
（1） DES数据加密技术的不足之处
DES数据加密技术因为其复杂的算法使其具有很强的保密性能，但也就是因为其复杂的算法使它在操作过程中存在一定的不足之处[3]。
在DES加密算法中存在的最明显的不足之处就是这个算法的二进制单位比较小，DES加密算法有一定的局限性，只能实现64位二进制的加密，而且这种算法是对分组密码的加密，也就使得其在数据传输过程中存在不足。
DES加密算法的安全性也不高，因为在随着时间的推移，通过递推形成的密钥会随时间降低密码体制的安全性能，也就是说DES加密算法不能维持很长的时间。
DES加密算法耗费的成本比较高，研制一台机器需要投入大量的时间去运算，还需要很多的DES芯片，其耗费的成本可想而知。
（2） DES数据加密技术的改进措施
针对DES加密算法中存在的不足，可以提出相应的改进措施。
使用与迭代模式不同的子密钥，使其摆脱单一的传统的56位密钥形式，也就是实施独立的密钥，16位的迭代运行一圈所用的密钥能使密钥长度有所增加，不仅增强了DES加密算法的加密功能，还使破译的难度增加了很多，进而增强了加密效果。
DES加密算法可以采用通过密钥的长度的方法，增强DES的加密效果，也就是采用多重保密的方法。通常采用加密技术，反复地对明文进行加密，从而达到多重密钥都能起到一定的保护作用。而且，对DES多重加密可以增加密钥长度，也就可以说采用多重加密能够使其安全性能增加。
5、 DES数据加密技术在计算机通信中的发展
由于DES加密算法本身具有公开性，所以这种算法的优化是很容易进行的。在应用这种算法的计算机通信中可以对这种算法进行分析，在了解其原理后，就可以用程序语言设计出专门用于计算机硬盘数据加密的DES加密程序。由于计算机通信技术的快速发展，在研究加密算法程序时，要考虑到在今后的扩展的问题。
在选择加密算法时，为了避免在不了解情况时被国外的算法中的缺陷控制，可以尽量选用我国自主设计的数据加密技术。
结束语
随着科学和信息技术的发展，犯罪分子的手段也越来越信息化，近年来以窃取信息形式的犯罪现象越来越多，因为一些信息可能涉及到个人财产和商业机密，这也就使人们越来越重视对信息的保密。DES数据加密技术依据其本身算法的复杂性，加强了对数据的保密性能，但是，通过研究我们不难发现，再复杂的加密算法也会存在一定的不足，而对改进加密算法中的不足时，密钥的安全性能成了最主要的问题。在保密技术的不断改革与创新中，相信可以保证人们在信息时代的生活的保密性和安全性。
参考文献
[1]高建兴.DES算法的实现与改进[J].网络安全技术与应用，2014，（01）：61-62.
[2]穆瑞辉.DES数据加密算法在计算机数据通信中的应用[J].信息系统工程，2013，（05）：90.
[3]隋涛.DES与AES数据加密算法探讨[J].湖北第二师范学院学报，2013，（08）：66-68.
[关键词]DES加密算法；数据加密；计算机数据
中图分类号：TP309.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0380-01
由于人们对保密问题的重视，出现了很多保密技术，比如：身份验证技术、数据加密技术等。数据加密技术融合了计算机技术、数学、密码学等，能有效的对信息进行保护。DES数据加密算法能有效的保护数据，防止数据被非法窃取，而且还能阻止数据被修改。但是DES数据加密技术在其保密程度上存在一些不足，为了更好地对信息进行保密，就必须对DES加密算法有所改进。
1、 DES数据加密技术的概念和原理
数据加密技术是指将信息经过加密钥匙及函数转换成密码形式的文字，也就是密文，接收信息的一方可以经过解密钥匙把密文还原成原来的明文。数据加密技术也就只有在特定的用户或者是网络的情况下，才能解除密码获得原来明文的数据信息，这也就需要给信息的发送信息的一方和接受信息的一方采用一些特殊的数据信息进行加密和解密，加密解密过程中所用的数据信息也就是所谓的密钥，数据加密技术就是通过密钥进行加密和解密的。
DES数据加密算法是一种对称加密技术，所谓对称加密技术就是指使用相同的密钥进行加密和解密，密钥的存在形式是对称的，这种方法简单、容易实现，所以其应用比较广泛。DES数据加密技术利用的是置换技术、代替等多种密码技术，把数据分成64个不等份，其中56位当作是密钥，8位用来作奇偶校验。DES数据解密技术的加密和解密过程都是相当复杂的，也正因为如此，DES数据加密技术才具有一定的保密性能。
DES数据加密算法一般在入口出的参数有三个：加密解密使用的密钥（key）、加密解密的数据（data）、DES加密算法的工作模式（mode）。DES加密算法的过程可以简单的叙述为：把明文按照64位来进行分组，密钥的有效长度为56位，然后将几个个分组重新排列顺序，再将明文的几个分组进行16次置换和代换的转换，把转换后的结果分为两组，并调换两个部分的次序，最后产生64位的密文[1]。
2、 DES数據加密技术的优势
DES数据加密算法的优势主要体现在三个方面：
（1） DES加密算法相当复杂，破译工作也很难，现在唯一能破译的方法就是穷举法。也就是说，如果有人想要破解这个算法，那他就要耗费极大的时间和精力。这也就使得DES加密算法的保密性能非常好。
（2） DES加密算法能够提高数据保护功能的质量，能防止数据非法泄露，而且还能及时阻止数据在未经允许下被修改。
（3） DES加密算法的安全性主要是依赖于它的算法比较复杂，DES加密算法的加密过程是非常复杂的，这也就提高了它的保密性能。
3、 在计算机数据通信中DES数据加密技术的实现
（1） DES数据加密技术的加密处理环节
DES数据加密技术的加密处理主要分三步进行。第一步是初始变换，也就是参照换位表把64位明文进行初始变换，在整个初始变换的过程中，要保证初始转换中的数据和换位表中的数据是一致的，从而使输入的数据准确没有错误；第二步就是重新排列顺序，即对64位分成的几个分组重新排序，详细的说，就是把初始转换的64位分为32个位，再进行16次的置换和代换的转换；第三步是换位，在16次的转换结束后，可以依照初始的换位表把转换后的数据信息合成一个64位的数据，也就是进行加密处理后的密文[2]。
（2） DES数据加密技术的解密处理环节
因为DES数据加密技术是对称加密技术，所以解密过程与加密过程采用的算法是一致的。不同的是在解密过程中需要对加密处理时的所用的方法进行逆向的变换。也就相当于把初始时换位表与最后形成的换位表的位置进行整体的转换，把它们的顺序完全颠倒。
4、 DES数据加密技术的不足之处及改进措施
（1） DES数据加密技术的不足之处
DES数据加密技术因为其复杂的算法使其具有很强的保密性能，但也就是因为其复杂的算法使它在操作过程中存在一定的不足之处[3]。
在DES加密算法中存在的最明显的不足之处就是这个算法的二进制单位比较小，DES加密算法有一定的局限性，只能实现64位二进制的加密，而且这种算法是对分组密码的加密，也就使得其在数据传输过程中存在不足。
DES加密算法的安全性也不高，因为在随着时间的推移，通过递推形成的密钥会随时间降低密码体制的安全性能，也就是说DES加密算法不能维持很长的时间。
DES加密算法耗费的成本比较高，研制一台机器需要投入大量的时间去运算，还需要很多的DES芯片，其耗费的成本可想而知。
（2） DES数据加密技术的改进措施
针对DES加密算法中存在的不足，可以提出相应的改进措施。
使用与迭代模式不同的子密钥，使其摆脱单一的传统的56位密钥形式，也就是实施独立的密钥，16位的迭代运行一圈所用的密钥能使密钥长度有所增加，不仅增强了DES加密算法的加密功能，还使破译的难度增加了很多，进而增强了加密效果。
DES加密算法可以采用通过密钥的长度的方法，增强DES的加密效果，也就是采用多重保密的方法。通常采用加密技术，反复地对明文进行加密，从而达到多重密钥都能起到一定的保护作用。而且，对DES多重加密可以增加密钥长度，也就可以说采用多重加密能够使其安全性能增加。
5、 DES数据加密技术在计算机通信中的发展
由于DES加密算法本身具有公开性，所以这种算法的优化是很容易进行的。在应用这种算法的计算机通信中可以对这种算法进行分析，在了解其原理后，就可以用程序语言设计出专门用于计算机硬盘数据加密的DES加密程序。由于计算机通信技术的快速发展，在研究加密算法程序时，要考虑到在今后的扩展的问题。
在选择加密算法时，为了避免在不了解情况时被国外的算法中的缺陷控制，可以尽量选用我国自主设计的数据加密技术。
结束语
随着科学和信息技术的发展，犯罪分子的手段也越来越信息化，近年来以窃取信息形式的犯罪现象越来越多，因为一些信息可能涉及到个人财产和商业机密，这也就使人们越来越重视对信息的保密。DES数据加密技术依据其本身算法的复杂性，加强了对数据的保密性能，但是，通过研究我们不难发现，再复杂的加密算法也会存在一定的不足，而对改进加密算法中的不足时，密钥的安全性能成了最主要的问题。在保密技术的不断改革与创新中，相信可以保证人们在信息时代的生活的保密性和安全性。
参考文献
[1]高建兴.DES算法的实现与改进[J].网络安全技术与应用，2014，（01）：61-62.
[2]穆瑞辉.DES数据加密算法在计算机数据通信中的应用[J].信息系统工程，2013，（05）：90.
[3]隋涛.DES与AES数据加密算法探讨[J].湖北第二师范学院学报，2013，（08）：66-68.