DES(Data Encryption Standard)是目前最为流行的加密算法之一。DES是对称的，也就是说它使用同一个密钥来加密和解密数据。
DES还是一种分组加密算法，该算法每次处理固定长度的数据段，称之为分组。DES分组的大小是64位，如果加密的数据长度不是64位的倍数，可以按照某种具体的规则来填充位。
从本质上来说，DES的安全性依赖于虚假表象，从密码学的术语来讲就是依赖于“混乱和扩散”的原则。混乱的目的是为隐藏任何明文同密文、或者密钥之间的关系，而扩散的目的是使明文中的有效位和密钥一起组成尽可能多的密文。两者结合到一起就使得安全性变得相对较高。
DES算法具体通过对明文进行一系列的排列和替换操作来将其加密。过程的关键就是从给定的初始密钥中得到16个子密钥的函数。要加密一组明文，每个子密钥按照顺序（1-16）以一系列的位操作施加于数据上，每个子密钥一次，一共重复16次。每一次迭代称之为一轮。要对密文进行解密可以采用同样的步骤，只是子密钥是按照逆向的顺序（16-1）对密文进行处理。
计算16个子密钥上面提到DES算法的第一步就是从初始密钥中计算得出16个子密钥。图示1展示了这个过程。DES使用一个56位的初始密钥，但是这里提供的是一个64位的值，这是因为在硬件实现中每8位可以用于奇偶校验，在软件实现中多出的位只是简单的忽略掉。要获得一个56位的密钥，可以执照表1的方式执行密钥转换。解释一下表1，按照从左往右从上往下的方式看，表格中每个位置P包含初始密钥中位在转换后的密钥中所占的位置。比如，初始密钥中的第57位就是转换后的密钥中的第1位，而初始密钥中的第49位则变成转换后的密钥中的第2位，以此类推...。（数据位的计数顺序按照从左到右从1开始的）
表1：DES中密钥的转换表（DesTransform[56]）
将密钥转换为56位后，接下来计算子密钥。首先，将56位的密钥分为两个28位的组。然后，针对每个子密钥，根据子密钥的序列值（也就是16个子密钥中的第几个）旋转这两组值（旋转的位数见表2），然后重新合并。之后，再按照表3所示对重组后的密钥进行置换，使56位的子密钥缩小为48位（注意表3只有48位，丢弃了8位）。这个排列过程就称为置换选择。
针对16个子密钥，每个子密钥重复一次该过程。这里的目的是保证将初始密钥中的不同位在每一轮排列后应用于加密的数据上。
表2：针对DES子密钥每一轮的旋转次数（Round轮，Rotations旋转次数）(DesRotations)
表3：DES子密钥的置换选择(Despermuted[48])
图1：在DES中计算子密钥的过程
经过上述过程，我们已经准备好了子密钥。接着就可以加密和解密数据块了。图2展示了这个过程。
图2：DES中加密和解密数据块
从表4所示的方式置换64位的数据块开始，该置换过程称为初始置换。该过程并不会增加DES的安全性，但这种做法在16位和32位的总线出现之前将使得数据更容易加载到DES芯片中。虽然这种处理已经不合时宜，但该置换过程仍然保留以满足DES标准。
表4：DES中数据的初始置换（DesInitial[64]）
经过初始置换后，64位的数据块分为两个32位的组，L0和R0。
完成初始置换后，数据块将重复执行16轮一系列的操作。每一轮操作（i）的目的是计算出Li和Ri ，这些结果将用在下一轮操作中直到最终得到数据R16和L16。
每一轮以Li-1和Ri-1开始，然后根据表5所示进行扩展置换，将Ri-1从32位扩展到48位。该置换的主要目的是在加密数据的过程中制造一些雪崩效应，使用数据块中的1位将在下一步操作中影响更多位，从而产生扩散效果。
一旦扩展置换完成，计算出48位的结果值与这一轮子密钥Ki的异或值（XOR，符号计为⊕）。这将产生48位的中间值，记为Rint。
如果将E计为扩展置换的结果，则本轮到目前为止的操作可以表示为：
Rint = E（Ri-1) ⊕ Ki
表5：DES中数据块的扩展置换（DesExpansion[48]）
