（2）算法复杂性较高，也加大了破译的难度，确保了数据的安全；

（3）DES算法的安全性不依赖于算法的保密，而是由密钥来决定；

（4）DES算法实现较为经济，在不同的应用种都能适用。

DES算法的参数包括了Key、Data、Mode。Key是算法的密钥，Data是加密与解密的数据，Mode就代表了加密或者解密。

当进行加密时，Key对加密的数据进行加密，以密码的形式输出；若为解密时，则还原加密数据输出。当进行通信时，通信的双方约定相同的Key值，以Key对数据进行加密，并以密文的形式传输，数据达到接收方之后，接收方以相同的Key对密文进行解密，还原成明文。DES加密算法确保了数据的传输安全。

1.2 DES加密算法分类

DES加密算法经过了三十多年的发展，在不同的领域都有了重要的应用。虽然DES加密算法的抗破译能力较强，但是在枚举方法面前，还是存在着一定的风险。因此，为了提升DES加密算法的安全性，专家们以扩展密钥位数的基本思想，对DES加密算法进行了不断的改进，比较典型的有以下的下几种[3]：

（1）三重 DES 算法，利用了两个密钥，两个密钥长度为112比特，提升了密钥破解的难度；在加密的过程中，利用了加密-解密-加密的过程；三重 DES 算法的安全性较高，至今仍未被破解。

（2）改变S盒的设计与顺序的算法。

（3）随机化数据加密标准(RDES)算法。

（4）基于 Logistic 映射的分组密码算法和“一组一密”密码系统模型等具有独立密钥的 DES 算法。

1.3 DES加密算法应用

在DES加密算法不断发展的过程中，基于DES算法的加密系统也在不断的发展，主要是在软件加密以及硬件加密上的应用。

（1）软件加密。通过加密软件的运行实现加密，软件加密运行简单。由于密钥经常是明文的形式存储，或者是密文的形态存储但会在某些时段变为明文的形式，进而降低了加密的安全性，加大了软件性能的消耗，使得软件的运行效率降低，系统运行变得缓慢[4]。

（2）硬件加密。硬件加密是利用硬件系统进行的数据加密，对于数据的存储是在硬件中实现。其优点是在主机外部进行加密，提升了数据的安全性与稳定性。另外，数据的兼容性以及系统的运行速度都良好。自从上世纪末，开始使用硬件实现DES算法之后，硬件的加密方法就迅速发展。Wong等人设计了DES芯片；Kaps等人基于FPGA实现了DES算法；Xilinx公司也是基于FPGA实现了DES算法。使得基于硬件的DES算法实现成为了主流趋势。目前，基于硬件的DES加密算法的实现已经在卫星通信、视频传输等方面得到了应用，对社会产生了深远的影响[5]。

2.DES算法实现

2.1 DES算法过程

算法将64位的明文加密成密文，DES对明文进行分组操作。首先进行初始置换，将需要加密的数据分为了相同的两部分，各32位。然后进行16轮计算，计算的函数为f，计算结束之后经过置换，即可完成算法过程。

（1）初始置换

将64位数据按位组合，分成数量相等的32位，置换的规则如表1所示：

输出的第58位置换到第1位，第50位置换到第2位，以此类推。分为了左右各32位的两部分，置换之前的64位数据经过置换后变成了： 。