Алгоритм шифрования DES

DES – блочный алгоритм, то есть при шифровании исходное сообщение переводится в двоичный код, а затем разбивается на блоки и каждый блок отдельно зашифровывается (расшифровывается). По стандарту (принят в 1977 году) размер блока DES равен 64 бита, то есть используя 8-ми битовую кодировку ASCII, применяемую в те времена, получим в одном блоке – 8 символов.
Теперь же в основном используется 16-ти битная кодировка Юникода (UTF-16), поэтому, чтобы сохранить длину блока равную 8-ми символам, увеличим размер блока DES до 128 бит.

Алгоритм DES. Шаги
Итак, для того, чтобы зашифровать сообщение алгоритмом DES, необходимо выполнить следующую последовательность шагов:
довести исходное сообщение до такого размера (в битах), чтобы оно нацело делилось на размер блока (sizeOfBlock = 128 бит);
разделить исходное сообщение на блоки
довести длину ключа до длины половины блока
перевести ключ в бинарный формат (в нули и единицы);
соединить все блоки вместе; таким образом получим сообщение, зашифрованное алгоритмом DES.);
провести над каждым блоком прямое преобразование сетью Фейстеля в течении 16-ти раундов. После каждого раунда необходимо выполнять циклический сдвиг ключа на заданное количество символов);

Сеть Фейстеля используется в алгоритме DES для зашифровывания (прямое преобразование сетью) и расшифровывания (обратное преобразование). Эти преобразования изображены на рисунках 1 и 2 соответственно.
Алгоритм DES. Сеть Фейстеля

Рассмотрим один раунд прямого преобразования сетью Фейстеля.
На i-й итерации исходный блок делится пополам – левая часть обозначается L, правая R. Над R и ключом ki вычисляется какая-либо выбранная логическая функция f (мы будем использовать XOR). Затем выполняется вычисление логической операции “исключающее или” над L и вычисленным ранее значением функции (L xor f). Старое значение R переносится в левую часть блока, а в правую часть заносится значение L xor f. И последняя операция раунда – нужно выполнить циклический сдвиг ключа: keyi+1 = keyi >> shiftKey (при расшифровке keyi-1 = keyi << shiftKey); shiftKey – количество символов, на которое необходимо циклически сдвинуть ключ.

создать программную реализацию криптографической системы, основанной на алгоритме шифрования DES, которая должна быть оформлена как некоторая программная оболочка.
Задание
В программной реализации должен быть разработан интерфейс, удобный для эксплуатации программы, в интерфейсе следует предусмотреть:
Два режима формирования ключа – ключ задан, ключ формируется по умолчанию;
Ввод начальной информации из сформированного заранее файла и из файла, который создается в оболочке программы;
Режимы шифрования, которые предусмотрены в DES;

Шифрование по алгебре матриц
ЗАШИФРОВАТЬ СЛОВО ВАСИЛЬЕВА
Ключ: матрица

Задаем нумерацию букв в шифруемом слове в соответствии с порядковым номером в алфавите (т.е. буква А имеет номер 1, буква Б – 2, буква В 3 и т.д.)
В А С И Л Ь Е В А
3 1 19 10 13 30 6 3 1
2. Умножаем матрицу на вектор