DES補充材料

作為參考，本文提供了數據加密標準（DES）塊密碼中提到的各種查找表的細節。

本文檔中的數據都是以大端序排列的，也即首位為MSB。

初始置換(IP, Initial permutation)

IP
58	50	42	34	26	18	10	2
60	52	44	36	28	20	12	4
62	54	46	38	30	22	14	6
64	56	48	40	32	24	16	8
57	49	41	33	25	17	9	1
59	51	43	35	27	19	11	3
61	53	45	37	29	21	13	5
63	55	47	39	31	23	15	7

該表顯示了對64位塊的初始置換，其意義如下：輸出的首位為輸入的第58位，第二位為50位，依此類推，輸出的最後位為輸入的第7位。

以上信息為了方便表示被寫成表格形式，但它實際上是一個矢量，而非矩陣。

最終置換 (IP^-1)

IP⁻¹
40	8	48	16	56	24	64	32
39	7	47	15	55	23	63	31
38	6	46	14	54	22	62	30
37	5	45	13	53	21	61	29
36	4	44	12	52	20	60	28
35	3	43	11	51	19	59	27
34	2	42	10	50	18	58	26
33	1	41	9	49	17	57	25

IP^-1（亦被稱為FP）是IP的逆過程，上表的含義與IP的相似。

擴張函數 (E函數)

E
32	1	2	3	4	5
4	5	6	7	8	9
8	9	10	11	12	13
12	13	14	15	16	17
16	17	18	19	20	21
20	21	22	23	24	25
24	25	26	27	28	29
28	29	30	31	32	1

擴張函數被作為最初和最終的置換。注意輸入中的某些位在輸出中被用到了不止一次，例如輸入的第5位出現在輸出的第6和8位。因此，32位的半塊輸入被擴張到了48位。

P置換

P
16	7	20	21
29	12	28	17
1	15	23	26
5	18	31	10
2	8	24	14
32	27	3	9
19	13	30	6
22	11	4	25

P置換將32位的半塊數據重新排列。

選擇置換1(PC-1)

PC-1
左
57	49	41	33	25	17	9
1	58	50	42	34	26	18
10	2	59	51	43	35	27
19	11	3	60	52	44	36
右
63	55	47	39	31	23	15
7	62	54	46	38	30	22
14	6	61	53	45	37	29
21	13	5	28	20	12	4

上表的「左」和「右」兩部分表現了輸入密鑰組成密鑰調度狀態中左右兩部分的過程。主要輸入的64位數據中只用到了56位，剩餘的8位可以用於奇偶校驗。

選擇置換2(PC-2)

PC-2
14	17	11	24	1	5
3	28	15	6	21	10
23	19	12	4	26	8
16	7	27	20	13	2
41	52	31	37	47	55
30	40	51	45	33	48
44	49	39	56	34	53
46	42	50	36	29	32

該置換從56位的密鑰調度狀態中取出48位的子密鑰。

置換盒 (S盒)

S盒
S₁
	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	14	4	13	1	2	15	11	8	3	10	6	12	5	9	0	7
0yyyy1	0	15	7	4	14	2	13	1	10	6	12	11	9	5	3	8
1yyyy0	4	1	14	8	13	6	2	11	15	12	9	7	3	10	5	0
1yyyy1	15	12	8	2	4	9	1	7	5	11	3	14	10	0	6	13
S₂
	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	15	1	8	14	6	11	3	4	9	7	2	13	12	0	5	10
0yyyy1	3	13	4	7	15	2	8	14	12	0	1	10	6	9	11	5
1yyyy0	0	14	7	11	10	4	13	1	5	8	12	6	9	3	2	15
1yyyy1	13	8	10	1	3	15	4	2	11	6	7	12	0	5	14	9
S₃
	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	10	0	9	14	6	3	15	5	1	13	12	7	11	4	2	8
0yyyy1	13	7	0	9	3	4	6	10	2	8	5	14	12	11	15	1
1yyyy0	13	6	4	9	8	15	3	0	11	1	2	12	5	10	14	7
1yyyy1	1	10	13	0	6	9	8	7	4	15	14	3	11	5	2	12
S₄
	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	7	13	14	3	0	6	9	10	1	2	8	5	11	12	4	15
0yyyy1	13	8	11	5	6	15	0	3	4	7	2	12	1	10	14	9
1yyyy0	10	6	9	0	12	11	7	13	15	1	3	14	5	2	8	4
1yyyy1	3	15	0	6	10	1	13	8	9	4	5	11	12	7	2	14
S₅
	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	2	12	4	1	7	10	11	6	8	5	3	15	13	0	14	9
0yyyy1	14	11	2	12	4	7	13	1	5	0	15	10	3	9	8	6
1yyyy0	4	2	1	11	10	13	7	8	15	9	12	5	6	3	0	14
1yyyy1	11	8	12	7	1	14	2	13	6	15	0	9	10	4	5	3
S₆
	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	12	1	10	15	9	2	6	8	0	13	3	4	14	7	5	11
0yyyy1	10	15	4	2	7	12	9	5	6	1	13	14	0	11	3	8
1yyyy0	9	14	15	5	2	8	12	3	7	0	4	10	1	13	11	6
1yyyy1	4	3	2	12	9	5	15	10	11	14	1	7	6	0	8	13
S₇
	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	4	11	2	14	15	0	8	13	3	12	9	7	5	10	6	1
0yyyy1	13	0	11	7	4	9	1	10	14	3	5	12	2	15	8	6
1yyyy0	1	4	11	13	12	3	7	14	10	15	6	8	0	5	9	2
1yyyy1	6	11	13	8	1	4	10	7	9	5	0	15	14	2	3	12
S₈
	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	13	2	8	4	6	15	11	1	10	9	3	14	5	0	12	7
0yyyy1	1	15	13	8	10	3	7	4	12	5	6	11	0	14	9	2
1yyyy0	7	11	4	1	9	12	14	2	0	6	10	13	15	3	5	8
1yyyy1	2	1	14	7	4	10	8	13	15	12	9	0	3	5	6	11

上表列出了DES中使用的8個S盒。每個S盒將6位輸入變為4位輸出。給定輸入後，輸出行由外側兩位確定，列由內側的4位確定，例如「011011」的輸入的外側位為「01」，內側位為「1101」，而每張表的第一行為「00」，第一列為「0000」因此在S₅中的對應輸出為「1001」（十進制的9），即第2行，第14列（參見S盒）。

密鑰調度過程中的移位

移位
回次	左移位數
1	1
2	1
3	2
4	2
5	2
6	2
7	2
8	2
9	1
10	2
11	2
12	2
13	2
14	2
15	2
16	1

在子密鑰生成完成前，密鑰調度狀態的每個半塊都要向左循環移動特定的位，上表顯示了移位的數量。

參考文獻

Data Encryption Standard (DES) (PDF). NIST. 1999-10-25 [2010-09-22]. FIPS PUB 46-3. （原始內容存檔 (PDF)於2012-04-07）.

閱論編分組密碼
常見加密算法	AES Blowfish DES（內部細節 · 3DES） Serpent Twofish
次常見加密算法	Camellia CAST-128（英語：CAST-128） IDEA RC2（英語：RC2） RC5 SEED（英語：SEED） Skipjack（英語：Skipjack） TEA XTEA
其他加密算法	3-Way（英語：3-Way） ABC（英語：ABC (cipher)） Akelarre（英語：Akelarre (cipher)） Anubis（英語：Anubis (cipher)） ARIA（英語：ARIA (cipher)） BaseKing（英語：BaseKing） BassOmatic（英語：BassOmatic） BATON（英語：BATON） BEAR and LION（英語：BEAR and LION ciphers） CAST-256（英語：CAST-256） CIKS-1（英語：CIKS-1） CIPHERUNICORN-A（英語：CIPHERUNICORN-A） CIPHERUNICORN-E（英語：CIPHERUNICORN-E） CLEFIA（英語：CLEFIA） CMEA（英語：Cellular Message Encryption Algorithm） Cobra（英語：Cobra ciphers） COCONUT98（英語：COCONUT98） Crab（英語：Crab (cipher)） Cryptomeria/C2（英語：Cryptomeria cipher） CRYPTON（英語：CRYPTON (cipher)） CS-Cipher（英語：CS-Cipher） DEAL（英語：DEAL） DES-X（英語：DES-X） DFC（英語：DFC (cipher)） E2（英語：E2 (cipher)） FEAL（英語：FEAL） FEA-M（英語：FEA-M） FROG（英語：FROG） G-DES（英語：GDES） GOST（英語：GOST (block cipher)） Grand Cru（英語：Grand Cru (cipher)） Hasty Pudding cipher（英語：Hasty Pudding cipher） Hierocrypt（英語：Hierocrypt） ICE（英語：ICE (cipher)） IDEA NXT（英語：Idea NXT） Intel Cascade Cipher（英語：Intel Cascade Cipher） Iraqi（英語：Iraqi block cipher） KASUMI（英語：KASUMI (block cipher)） KeeLoq（英語：KeeLoq） KHAZAD（英語：KHAZAD） Khufu and Khafre（英語：Khufu and Khafre） KN-Cipher（英語：KN-Cipher） Ladder-DES（英語：Ladder-DES） Libelle（英語：Libelle (cipher)） LOKI97（英語：LOKI97） LOKI89/91（英語：LOKI） Lucifer（英語：Lucifer (cipher)） M6（英語：M6 (cipher)） M8（英語：M8 (cipher)） MacGuffin（英語：MacGuffin (cipher)） Madryga（英語：Madryga） MAGENTA（英語：MAGENTA） MARS（英語：MARS (cipher)） Mercy（英語：Mercy (cipher)） MESH（英語：MESH (cipher)） MISTY1（英語：MISTY1） MMB（英語：MMB） MULTI2（英語：MULTI2） MultiSwap（英語：MultiSwap） New Data Seal（英語：New Data Seal） NewDES（英語：NewDES） Nimbus（英語：Nimbus (cipher)） NOEKEON（英語：NOEKEON） NUSH（英語：NUSH） Q（英語：Q (cipher)） RC6 REDOC（英語：REDOC） Red Pike（英語：Red Pike (cipher)） S-1（英語：S-1 block cipher） SAFER（英語：SAFER） SAVILLE（英語：SAVILLE） SC2000（英語：SC2000） SHACAL（英語：SHACAL） SHARK SM4 Speck Spectr-H64（英語：Spectr-H64） Square（英語：Square (cipher)） SXAL/MBAL（英語：SXAL/MBAL） Threefish（英語：Threefish） Treyfer（英語：Treyfer） UES（英語：UES (cipher)） Xenon（英語：Xenon (cipher)） xmx（英語：xmx） XXTEA Zodiac（英語：Zodiac (cipher)）
密碼設計	Feistel網絡密鑰調度（英語：Key schedule）乘積密碼 S盒 P盒代換-置換網絡混淆與擴散雪崩效應密鑰白化密鑰長度塊大小
攻擊（密碼分析）	窮舉攻擊/蠻力攻擊（EFF DES破解機）中途相遇攻擊（Biclique攻擊（英語：Biclique attack） · 三子集中途相遇攻擊（英語：Biclique attack））線性密碼分析（英語：Linear cryptanalysis）（堆積引理（英語：Piling-up lemma））差分密碼分析（不可能差分密碼分析（英語：Impossible differential cryptanalysis））截斷差分分析（英語：Truncated differential cryptanalysis）高階差分分析（英語：Higher-order differential cryptanalysis）差分-線性攻擊（英語：Differential-linear）區分攻擊（英語：Distinguishing attack）（已知密鑰區分攻擊（英語：Known-key distinguishing attack））積分密碼分析（英語：Integral cryptanalysis）回力鏢攻擊（英語：Boomerang attack）模n密碼分析（英語：Mod n cryptanalysis）相關密鑰攻擊（英語：Related-key attack）滑動攻擊（英語：Slide attack）迴旋密碼分析（英語：Rotational cryptanalysis）計時攻擊（英語：Timing attack） XSL攻擊（英語：XSL attack）插值攻擊 Partitioning（英語：Partitioning cryptanalysis）戴維斯攻擊（英語：Davies' attack）回彈攻擊（英語：Rebound attack）弱密鑰（英語：Weak key）肯德爾等級相關係數（英語：Kendall tau rank correlation coefficient）卡方檢驗時間、內存、數據取捨攻擊（英語：Time/memory/data tradeoff attack）
密碼標準	高級加密標準（AES）評選過程 CRYPTREC（英語：CRYPTREC） NESSIE（英語：NESSIE）
工作方式	初始向量工作模式填充