DES
DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，它采用分组密码的方式对明文进行加密，将明文分为64位一组，并使用一个64位的密钥进行加密。DES算法中最重要的部分是F函数，它是一个将32位数据作为输入，输出32位数据的函数，用于在加密过程中对每个64位明文分组进行加密处理。
F函数的具体实现是将32位数据通过一系列的置换、替换和异或运算，以及与密钥进行的运算，生成一个32位的输出结果。这个过程涉及到多个操作，下面简单介绍一下这些操作的作用。
- 扩展置换（Expansion permutation） 这个操作将32位数据扩展为48位，并通过一系列置换使得每一位的输入数据能够影响到下一步的S盒替换。这个置换可以将32位数据扩展为48位。
- 密钥混合（Key mixing） 在扩展置换之后，将扩展后的32位数据与48位的子密钥进行异或运算，得到一个48位的结果。这个运算是将密钥与明文混合，使得明文分组的加密结果能够受到密钥的影响。
- S盒替换（S-box substitution） 将48位数据划分为8个6位的数据块，然后将每个数据块输入到一个不同的S盒中进行替换操作，每个S盒输入6位数据，输出4位数据。S盒替换是DES算法中最重要的操作之一，它将输入数据块转换为输出数据块，将密文块加密得到一个更安全的输出结果。
- P盒置换（Permutation） 将替换后的32位数据重新排列，以便将后续的左右数据块混合起来。这个置换操作可以将输出结果的位数重新排列，以改变位数（此处指的是32位是顺序发生了改变）。
- 异或运算（XOR） 将P盒置换的结果与左数据块进行异或运算，以产生右数据块，这样就完成了F函数的操作。
总的来说，F函数通过一系列的置换、替换和异或运算，以及与密钥进行的运算，将32位数据转换为32位的输出结果。在加密过程中，F函数被重复使用16次，每次使用时使用一个不同的48位子密钥进行加密。通过这种方式，可以使得DES算法能够对64位明文分组进行高效、安全的加密处理。
AES
AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称密钥加密算法，是目前应用最广泛的加密算法之一。它是由美国国家标准技术研究所（NIST）于2001年发布，用来取代早期的DES算法和后来的3DES算法。AES算法采用128、192或256位的密钥对输入数据进行加密，加密后的数据与原始数据长度相同，是一种块加密算法，每次加密的数据块大小为128位。
AES算法的核心是S盒、行变换和列变换。S盒是一个固定的、非线性的替换盒，它将输入数据中的每一个8位字节映射到一个新的8位字节上，这个映射关系是由S盒中的一组固定的表格决定的。AES算法采用了一个128位的S盒，这个S盒由一系列非线性运算和置换操作组成，能够实现非常高强度的加密保护。
行变换是一个简单的置换操作，它将输入数据中的每一行进行移位操作。对于128位的数据块，第一行不做变换，第二行向左移动一位，第三行向左移动两位，第四行向左移动三位。这个行变换的目的是增加数据的随机性和复杂性，使得加密后的数据更难以被破解。
列变换是AES算法的另一个核心操作，它将输入数据中的每一列看作一个四元组，然后对这个四元组进行一系列变换操作。列变换由一个固定的矩阵操作组成，该矩阵中包含了一系列乘法和加法操作。列变换的目的是增加数据的随机性和复杂性，使得加密后的数据更难以被破解。
AES算法的加密过程包括以下步骤：
- 密钥扩展：根据输入的密钥，生成一系列轮密钥，用于加密和解密过程中的每一个轮次。
- 初始轮：将输入数据与第一个轮密钥进行异或操作，得到一个中间结果。
- 循环轮：执行9次循环轮操作，每次循环中都包括S盒操作、行变换和列变换。在每个循环轮中，中间结果将与一个新的轮密钥进行异或操作，得到下一个中间结果。
- 最后一轮：执行最后一轮操作，包括S盒操作、行变换和列变换。在最后一轮操作中，中间结果将与最后一个轮密钥进行异或操作，得到加密后的数据。
AES算法的解密过程与加密过程相似，只是密钥的使用顺序相反。解密过程包括以下步骤：
- 密钥扩展：根据输入的密钥，生成一系列轮密钥，用于加密和解密过程中的每一个轮次。
- 初始轮：将输入数据与最后一个轮密钥进行异或操作，得到一个中间结果。
- 循环轮：执行9次循环轮操作，每次循环中都包括逆列变换、逆行变换和逆S盒操作。在每个循环轮中，中间结果将与一个新的轮密钥进行异或操作，得到下一个中间结果。
- 最后一轮：执行最后一轮操作，包括逆列变换、逆行变换和逆S盒操作。在最后一轮操作中，中间结果将与第一个轮密钥进行异或操作，得到解密后的数据。
总之，AES算法是一种非常强大和安全的加密算法，它采用了一系列复杂的运算和变换操作，使得加密后的数据非常难以被破解。同时，由于AES算法采用了块加密的方式，因此它适用于对大量数据进行加密保护，被广泛应用于各种安全场景中，如金融、通信、电子商务等。
