答应过大家，咱们今天开始正式聊聊加密算法。今天给大家带来的是DES算法。
其中可能会涉及一些进阶的数学知识（当然，这次没有），但鹦鹉先生将会尽自己所能，把话说得尽量浅显易懂一些，也欢迎大家私信我，告诉鹦鹉先生：你更喜欢哪种解释说明的方法？
那么废话不多说，咱们开工！
DES全称为Data Encryption Standard，即数据加密标准，是一种使用对称密钥加密的块算法。由于如今计算机运算性能远超从前，DES已经不太安全了，但是我们还是要讲一讲它，因为它非常经典，通过分析它的结构，对后续进阶的加密算法的学习，有着巨大帮助。
Hashcat已有针对DES类算法的爆破手段
首先，我们来从全局看看DES长啥样：
从图中看，我们需要64比特的明文和56比特的密钥。之后，将两者塞进这个大结构里面，就可以得到密文了。
这里，先解决一些问题：
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有的朋友可能发现，DES一次只能加密64比特，万一我的数据远超64比特（大多数情况）或者少于64比特（极少数情况，我猜你是故意找茬的）咋办？
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算法具体怎么执行，这些“置换”、“移位”如何操作？
对于第二个问题，鹦鹉先生下面就会和大家讲清楚，咱们先来聊聊第一个有趣的问题。
在介绍DES时，鹦鹉先生说它是“块”加密算法，意思就是——一次只加密一小块数据。对于“块加密”类型的算法，我们需要将数据切割成很多个符合它“胃口”的数据块，再配合密码工作模式（后续章节会讲到），就可以源源不断地输出密文了。那不够64比特咋办？把它填充到64比特就OK了。
下面，咱们开始拆解DES的大结构，详细分析每一部分。
初始置换
其实就是简单查表。先把64比特的比特串按照8x8的方形排列好，再按照表上对应位置的序号，从方形矩阵里面拿出这个比特，放到对应位置即可。
举一个例子，表格的第一个“58”，意为——你需要在方形矩阵里，取出第58个比特，把它放到第一个位置。
熟练以后，你会发现：其实就是隔列从下到上取出比特串，再把它横着写成8x8的矩阵，就完事了！
至于大框架结束时的“逆初始置换”，也是查表，而且方法和初始置换一模一样。它的表格长这样：
写熟了，也就是隔行从右往左取出比特串，再把它竖着写成8x8的矩阵。
16轮迭代
每一轮都长这样：
把一组64比特的块，分成左右两半，右边一半直接是本轮输出的左半边，左半边要和右半边操作一下的结果进行异或操作，再得到本轮输出的右半边。这个操作为：进入“F”函数，再输入一个轮密钥。
其实就相当于左手倒右手，右手倒左手的橡皮泥，只不过左手的橡皮泥要再捏吧两下子。
把F函数拆开来，就长这样：
其中，“E”表示扩展变换，“P”表示置换变换，S1到S8叫“S盒”，用于代换操作，都是查表。
E扩展
将32比特写成8x4的矩阵，进行查表扩展操作：
红线中间的是原来的比特，两侧的是新加的比特，看看能不能找到规律？
S盒
将红线内的比特作为列标，红线外的比特作为行标，去查每一个S盒的表即可。
至此，DES的主加密过程已经讲解完毕。还有一个每轮48比特的轮密钥产生算法，咱们现在就解决它。
置换选择1 and 2
同样的，去查表，结束。
你可能发现了，咋没有8、16、24等等的这些位呢？因为它们是奇偶校验位，可以去掉。
循环左移
最后的最后，就是循环左移。只有第1、2、9、16轮移动1位，其余轮都左移2位。
以上内容，你，Get到了吗？
Reference:
《现代密码学 -- 杨波 著》
《Cryptography and Secure Communication -- Richard E. Blahut》
《Computer Security: Principles and Practice (Fourth Edition)》
部分图片源于互联网
