隨著我國三金工程尤其是金卡工程的啟動，DES加密算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）中被廣泛應(yīng)用，以此來實現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保密。如信用卡持卡人的PIN的加密傳輸、IC卡與POS間的雙向認(rèn)證、金融交易串的密碼鍵盤等，均用到DES加密算法算法。由于密碼鍵盤不可能使用高級語言，所以我們今天就用匯編語言來教大家實現(xiàn)DES加密算法。

一、DES加密算法的簡單原理

DES是一種分組加密算法。假定明文m是由0和1組成的長度為64位的符號串，密鑰k也是64位的0、1符號串。

設(shè)：M=m1,m2,m3,…m 64

K=k1,k2,k2,...k64

加密過程可表達(dá)如下：

其中：IP(m)是初始置換，IP-1是逆置換，T16～T1是16次迭代。

1、初始置換IP

功能是把輸入的明文m按位重新組合，并把輸出分為Lo、Ro兩部分，每部分各長3 2位，其置換規(guī)則如下：

2、逆置換IP-1

經(jīng)過16次迭代運算后，得到L16、R16，將此作為輸入，進(jìn)行逆置換。逆置換滿足：

逆置換正好是初始置換的逆運算。

3、 T16—T1的迭代汁算

DES加密算法的迭代算法采用模2加法。

在通信網(wǎng)絡(luò)的兩端，雙方約定了一致的密鑰。在通信的源點用密鑰對核心數(shù)據(jù)文件加密并形成密文，然后，以密文的形式在公共通信網(wǎng)中傳輸?shù)酵ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的終點。數(shù)據(jù)到達(dá)終點后，用同樣的密鑰對密文數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，便再現(xiàn)了明文形式的核心數(shù)據(jù)。這樣，便保證了核心數(shù)據(jù)（如PIN、MAC等）在公共通信網(wǎng)中傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?/p>

二、如何利用匯編語言實現(xiàn)DES加密算法

用匯編語言實現(xiàn)DES加密算法有它的優(yōu)勢也有它的難點。

優(yōu)勢是51匯編的位操作可以方便地實現(xiàn)置換功能。但用匯編語言實現(xiàn)DES加密算法的迭代運算及循環(huán)功能比較煩瑣。

在這8031有16個可以位尋址的寄存器，可放置128位的數(shù)據(jù)，利用它可實現(xiàn)DES的轉(zhuǎn)置功能。將明文優(yōu)放入寄存器27H—20H中，即位地址OOH對應(yīng)m64，3FH對應(yīng)m1。利用標(biāo)志寄存器C可實現(xiàn)置換與逆置
換程序。在DES的16次迭代過程中，要實現(xiàn)公式：

的運算過程，其關(guān)鍵在于f(Ri-1，Ki)的功能。f是將32位的輸入轉(zhuǎn)化為32位的輸出。其中含3項技術(shù)：

①將32位膨脹為48位的E功能。該項功能可用類似于置換功能的子程序編寫。

②48位子密鑰的生成。為了便于5 1匯編生成子密鑰，可以使用主機用串口下傳的方式，由主機將16個子密鑰傳給89C52為核心的單片機，然后存入80H～FFH中。如果密鑰是固定的，則可直接將子密鑰固化在89C52的Flash中。

③S盒的功能是將48位的輸入再次縮為32位。

具體實現(xiàn)是將S盒表存入89C52的Flash中，每次通過查表求得S輸出的結(jié)果。

下面列舉其中的幾個子程序。

（1） IP置換子程序

；人口寄存器：(MSB)2726252423222120(LSB)，出口寄存器：(MSB)2F2E2D2C282A2928(LSB)

；功能：將入口寄存器的數(shù)據(jù)按置換表換位。

IP: MOV C，06H ；將m58送到進(jìn)位標(biāo)志中

MOV 7FH．C ；將進(jìn)位標(biāo)志送m1中

MOV C，OEH ；將mso送到進(jìn)位標(biāo)志中

MOV 7EH，C ；將進(jìn)位標(biāo)志送m2中；重復(fù)，按表編寫

MOV C, 31H ；將m15送到進(jìn)位標(biāo)志中

MOV 41H，C ．i將進(jìn)位標(biāo)志送m63中

MOV C，39H ；將m7送到進(jìn)位標(biāo)志中

MOV 40H，C ，將進(jìn)位標(biāo)志送m64中

RET

（2）逆置換子程序

；入口寄存器：(MSB)2726252423222120(LSB)，出口寄存器：(MSB)2F2E2D2C282A2928(LSB)

；功能：將入口寄存器的數(shù)據(jù)按逆置換表換位。

IPRVS：MOV C，18H ；將m40送到進(jìn)位標(biāo)志中

MOV 7FH，C ；將進(jìn)位標(biāo)志送m1中

MOV C．38H

...
RET

（3）異或子程序

；入口寄存器：27262524 0 3F3E3D3C，出口寄存器：282A2928

；功能：將寄存器27262524的內(nèi)容和寄存器3F3E3D3C的內(nèi)容異或。

結(jié)果保存在282A2928寄存器中。

XORLF: MOV A，3FH ；將高8位異或

XRL A, 27H

MOV 2BH, A ; 放入出口處

MOV A, 3EH

XRL A, 26H

MOV 2AH, A

MOV A, 3DH

XRL A, 25H

MOV 29H, A

MOV A, 3CH

XRL A, 24H

MOV 28H, A

RET

（4）S盒子程序

；入口寄存器：(MSB)2F2E2D2C282A2928：出口寄存器：(MSB)2 7262524

；功能：48位一32位

S6T04:MOV 20h．2pH i取出高位數(shù)據(jù)

LCA LL Sl02345 ；調(diào)用實現(xiàn)S：(b J b6，b2b3b4b5)的功能子程序

MOV DPTR，#SITAB；S盒表的首址

MOV A, 21H

LCALL DPTRADD

CLR A

MOVC A, @A+DPTR;

SWAP A

MOV 27H, A

MOV 20H, 2EH

LCALL S162345

；取出第幾個S盒

求出S盒的表地址及S結(jié)果

；保存高位結(jié)果

...；重復(fù)

RET

利用這些子程序，我們成功地開發(fā)了以89C52為核心單片機的密鑰鍵盤，可用于金融系統(tǒng)的用戶遠(yuǎn)程密碼修改，也可用于其它商用密文的傳輸。

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