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Under LINUX 3DES encryption algorithm implementation Abstract
In recent years, with the rapid development of computer technology, communications technology, user of Linux rapid growth. Linux is a Unix-like operating system, and it is open source, free, and is more stable than the Windows operating system. It can be said that this comprehensive and powerful Linux is completely a passion, freedom, development of network products. Therefore welcomed by more and more users. With the growing popularity of the Linux operating system is China and development, is also faces many security issues. Followed by information security issues become increasingly prominent. So we have some effective ways to ensure the security of our information. 3DES encryption algorithm is an effective encryption algorithm to solve these problems.
This paper first introduced the symmetrical encryption algorithm research significance and research background. Because of Three-DES encryption algorithm is base of DES encryption algorithm. In other words, DES encryption algorithm is the core of Three-DES's. So then analysing DES encryption principle, focusing on the principle and steps of the encryption algorithm of DES, Algorithm core is divided into the sub-key generation and encryption process cycle, which key work for replacement and shift, the mainstream procedure is composed of 16 iteration, F function, S box of operation and so on.
Key Words: Linux encryption, symmetric cryptography, DES, 3DES message
encryption
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第一章 前言
1.1课题背景
Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统。它诞生于1991 年的10 月5 日（这是第一次正式向外公布的时间）。以后借助于Internet 网络，并经过全世界各地计算机爱好者的共同努力下，现已成为今天世界上使用最多的一种UNIX 类操作系统，并且使用人数还在迅猛增长。目前存在着许多不同的Linux,但它们都使用了Linux内核。Linux 操作系统的诞生、发展和成长过程始终依赖着以下五个重要支柱：UNIX 操作系统、MINIX 操作系统、GNU 计划、POSIX 标准和Internet 网络。
DES加密算法是由IBM公司研制的，美国国家标准局（NBS）于1977年公布，并批准把该算法作为非机要部门使用的数据加密标准（Data Encryption Standard），简称DES。自公布以来，它一直超越国界成为国际上商用保密通讯和计算机通讯的最常用的加密算法。当时规定DES的使用期为10年。后来美国政府宣布延长其使用期。DES超期服役了很长时间，在国际通讯保密的舞台上活跃了20年。DES持续了相当长的时间才过时，人们夜以继日、不惜一切代价地研究，后来终于被破，但是DES是很值得研究的，因为它代表了一类流行的密码算法，其很多核心的东西，后来的加密算法在一定程度上都有其踪迹。 为了增强DES算法应对差分或线性攻击的可能性，人们提出了采用增加密钥长度，可将分组密钥进行级联，在不同的密钥作用下，连续多次对一组明文进行加密。三重DES加密效果就很好，它可使密钥长度扩展到128位，在提高加密强度的同时，使得他的安全性得以提高，足以应对各种攻击。3DES加密算法的核心也就是DES加密算法，三重DES加密算法只是将多个密钥以DES级联的方式来实现的。
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1.2 DES、3DES加密算法简介
DES是一个分组加密算法，他以64位为分组对数据加密。64位的分组明文序列作为加密算法的输入，经过16轮加密得到64位的密文序列。加密的密钥位64位，实际长度为56位，DES算法的保密性取决于密钥。DES对64位的明文进行操作。首先通过一个初始置换IP，将64位的明文分成各32位的左半部分和右半部分，该初始置换只在16轮加密过程进行之前进行一次。在经过初始置换操作后，对得到的64位序列进行16轮的加密运算，这些运算被称为函数f，在运算过程中，输入数据与密钥结合。经过16轮运算后，左右两部分合在一起得到一个64位的输出序列，再将该序列经过一个IP逆置换后得到最终的加密结果。
3DES也是一个分组加密算法，在3DES加密算法中，加密过程用4种不同的模式，有密钥K1、K2和K3这3个密钥来实现加密，以及有密钥K1和K2这2个密钥来实现加密的对一个分组消息进行3次DES加密。
1.3 课题研究的目的和意义
1.3.1 研究的目的
信息在社会中的地位和作用越来越重要，已成为社会发展的重要战略资源。如何保证信息在传送过程中不被黑客复制、插入、篡改、重排或重放，以及对已损坏的数据进行恢复，成为信息安全所研究一个重要内容。随着科学技术的发展，信息交流己经深入到社会生活的各个角落，安全问题给用户或者国家造成了重大的损失。为了杜绝或降低这种损失，利用加密技术对数据信息加密是一种有效的手段和方法。而基于数据加密标准的DES的三重DES加密算法有着高强度的安全性能，虽然三重DES加密算法在速度上比不上DES加密算法但是其有着更好的安全性，有利于加密算法的研究和发展。 1.3.2 研究的意义
目前，无论是对称密码体制还是非对称密码体制，都存在一定的缺陷。首先，它们都是基于一个目前难以解决的数学问题，安全性局限于当前的计算能力；其次，经典密码体制中的密钥分发问题一直是个比较困难的问题，密钥分发后，没有充分的理由说明该密钥在传输过程中未被窃取、篡改或调换。另外，由于Shor分解大数因子的量子算法和Grover随机数据库 搜索等量子算法的发泄，对经典密码构成了很大的威胁。
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可以毫不夸张的说，量子计算机面世之日，就是经典密码学土崩瓦解之时。在这种情况下，虽然一次一密方法仍能保持完好的不可破的密码，但却存在着严重的密钥分配欺诈问题。一般来说，只要消息保密，通信双方就共享一个密钥，但事实上无法确保。本文在传统密码学的基础上，融入量子密码学的优越性，介绍了量子密钥分配的安全性，使经典密码与量子密码相结合，达到加密的高度可靠性，从而保证了密钥分配过程中信息的完整性。
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