数据加密标准算法DES
DES 算法简介
DES 全称为数据加密标准 ，是一种经典的对称密钥分组密码 算法。它于1977年被美国国家标准局采纳为联邦标准，在随后的二十多年里，在全球范围内被广泛应用于金融、通信等领域的商业数据加密。56位有效密钥长度是DES最主要的安全缺陷 。随着计算机算力的飞速提升（摩尔定律），1998年后，专用的"DES破解机"可以在数小时甚至数分钟内通过穷举所有密钥（2^56种可能）来破解DES。因此，DES 已不再安全，不应被用于任何需要安全性的新系统中。
DES 算法参数
DES算法采用Feistel 结构，其分组大小为64比特，密钥长度为64比特(密钥总长64位，但其中8位用于奇偶校验，实际有效密钥长度为56位)，迭代轮数为16轮。
DES 算法轮函数
将初始置换后的64位数据分成左右两半，各32位（L0和R0），则DES算法的加密轮变换为(Li，Ri)=(Ri-1，Li-1⊕F(Ri-1，RKi))；将最终置换后的64位数据分成左右两半，各32位（L16和R16），DES算法的解密轮变换为(Li，Ri)=(Ri+1⊕F(Li+1，RKi)，Li+1)。其中轮函数F(X，RKi)=P(S(E(X⊕RKi)))。轮函数如下图所示：
扩展变换E：将32比特的输入扩展为48比特输出，如下图所示：
S盒变换：这是DES最核心、最神秘的非线性部分。将48比特的输入数据平均分为8个6比特块，这8个6比特块依次输入8个对应的的6X4的S盒(s1，s2，s3，s4，s5，s6，s7，s8)，如下图所示：
其中(s1，s2，s3，s4，s5，s6，s7，s8)，如下图所示：
比特置换P：P为以比特为单位的32比特换位置换，置换表及其逆置换表如下图所示：
DES 算法加密算法
其中IP为初始64比特换位置换，FP为最终64比特换位置换，FP置换为IP置换的逆变换，如下图所示：
DES 算法解密算法
与加密过程完全一致，唯一区别是16 个子密钥的使用顺序相反（RK15用于第一轮，RK0用于最后一轮）。
DES 算法密钥扩展算法
56位密钥的生成过程：
（1）将初始的64位密钥从1到64位进行编号，形成一个矩阵，如下图所示，每一行的第八位将作为奇偶校验位被忽略，于是形成了初始的56位的密钥输入：
（2）接下来使用选择置换表（如下图所示），进行置换操作。
（3）将第（2）步得到的输出按顺序分为左右两个部分，每个部分有28位，分别用
L0和R0来表示，根据轮迭代的轮数，在第1，2，9，16轮时分别将L0和R0循环左移一位，其余轮数时循环左移两位，得到56位的输出。每轮对应的循环移位数如下图所示：
（4）再将第（3）得到的输出按照下图的置换表，进行密钥压缩置换为48位的密钥，得到的是在轮变换里面输入的密钥RKi：
DES 算法总结
简单来说，DES是密码学发展史上的一座里程碑，它首次将现代密码学带入了公众视野并实现了标准化。虽然由于其密钥过短而已被淘汰，但其精巧的Feistel结构和S盒设计思想，至今仍在密码学教育和新算法设计中具有重要价值。