DES的基本流程如下图所示：

通过56位密钥和64位明文之间的各种替换和迭代运算，最后生成64位的密文。在实际应用中通常明文和密钥都是8个字节，但是对于8个字节的密钥而言，每个字节只有前面的7位数据是有效的，第8位数据在DES计算过程中是忽略的，也就是说，如果你计算的密钥值分别为：0102030405060708，和0003020504070609，那么计算的结果应该是一样的，因为两组数据分别去掉每个字节的第8位之后是完全相同的。

其中：

IP代表初始置换（Initial Permutation），说白了就是把原来的数据按照规定的格式进行重新组合，俗话说就是倒腾数据；

PC-1：表示置换选择1（Permutation Choice 1），也是按照规定的格式倒腾；

PC-2：表示置换选择2（Permutation Choice 2），含义同上；

IP^-1：表示逆初始置换，按照和IP初始置换相反的方式把数据再倒腾回来。

在实际应用中一般有单DES和三DES两种方式，我们把明文记作：P，密文记作：E，密钥记作：K，加密记为：DES()，解密记为：DES^-1()，那么单DES加密可以描述为：

E=DES(P,K)

单DES解密类似可以描述为：

P=DES^-1(E,K)

对于三DES而言，可以理解为用三个密钥K1，K2，K3分别进行三次加解密来求得最终的密文，可以描述为：

E=DES(DES^-1(DES(P,K1),K2),K3)

实际应用中多数的三DES运算都使用16字节的密钥，分别定义为左右两个子密钥，即K_L和K_R，称为双长度密钥的三DES运算，加解密公式可以描述为：

E=DES(DES^-1(DES(P,K_L),K_R),K_L)

P=DES^-1 (DES (DES^-1 (E,K_L),K_R),K_L)

目前多数智能卡芯片都已经集成了硬件DES引擎，可以很方便地进行DES运算，而如果使用软件实现DES的话，一个DES算法大约需要占用1K左右的代码空间，对于没有接触过DES算法的工程师来说，通常需要一周的时间可以完成一个比较完美的汇编语言DES算法。而如果采用C语言的话，时间会稍微快一点。

从上一篇《DES 算法详述》文章中，已经知道了DES算法的详细过程，但上一篇文章主要解决的是一个八字节数据DES加密的问题，这一篇文章要解决数据加密——数据补位的问题、DES算法的两种模式ECB和CBC问题以及更加安全的算法——3DES算法。

一、数据补位

DES数据加解密就是将数据按照8个字节一段进行DES加密或解密得到一段8个字节的密文或者明文，最后一段不足8个字节，按照需求补足8个字节（通常补00或者FF，根据实际要求不同）进行计算，之后按照顺序将计算所得的数据连在一起即可。

这里有个问题就是为什么要进行数据补位？主要原因是DES算法加解密时要求数据必须为8个字节。

二、ECB模式

DES ECB（电子密本方式）其实非常简单，就是将数据按照8个字节一段进行DES加密或解密得到一段8个字节的密文或者明文，最后一段不足8个字节，按照需求补足8个字节进行计算，之后按照顺序将计算所得的数据连在一起即可，各段数据之间互不影响。

三、CBC模式

DES CBC（密文分组链接方式）有点麻烦，它的实现机制使加密的各段数据之间有了联系。其实现的机理如下：

加密步骤如下：

1）首先将数据按照8个字节一组进行分组得到D1D2......Dn（若数据不是8的整数倍，用指定的PADDING数据补位）

2）第一组数据D1与初始化向量I异或后的结果进行DES加密得到第一组密文C1（初始化向量I为全零）

3）第二组数据D2与第一组的加密结果C1异或以后的结果进行DES加密，得到第二组密文C2

4）之后的数据以此类推，得到Cn

5）按顺序连为C1C2C3......Cn即为加密结果。

解密是加密的逆过程，步骤如下：

1）首先将数据按照8个字节一组进行分组得到C1C2C3......Cn

2）将第一组数据进行解密后与初始化向量I进行异或得到第一组明文D1（注意：一定是先解密再异或）

3）将第二组数据C2进行解密后与第一组密文数据进行异或得到第二组数据D2

4）之后依此类推，得到Dn

5）按顺序连为D1D2D3......Dn即为解密结果。

这里注意一点，解密的结果并不一定是我们原来的加密数据，可能还含有你补得位，一定要把补位去掉才是你的原来的数据。

四、3DES 算法

3DES算法顾名思义就是3次DES算法，其算法原理如下：

设Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密过程，K代表DES算法使用的密钥，P代表明文，C代表密表，这样，

      3DES加密过程为：C=Ek3(Dk2(Ek1(P))) 
      3DES解密过程为：P=Dk1((EK2(Dk3(C)))

这里可以K1=K3，但不能K1=K2=K3（如果相等的话就成了DES算法了）

3DES with 2 diffrent keys（K1=K3），可以是3DES-CBC，也可以是3DES-ECB，3DES-CBC整个算法的流程和DES-CBC一样，但是在原来的加密或者解密处增加了异或运算的步骤，使用的密钥是16字节长度的密钥，将密钥分成左8字节和右8字节的两部分，即k1=左8字节，k2=右8字节，然后进行加密运算和解密运算。

3DES with 3 different keys，和3DES-CBC的流程完全一样，只是使用的密钥是24字节的，但在每个加密解密加密时候用的密钥不一样，将密钥分为3段8字节的密钥分别为密钥1、密钥2、密钥3，在3DES加密时对加密解密加密依次使用密钥1、密钥2、密钥3，在3DES解密时对解密加密解密依次使用密钥3、密钥2、密钥1。

DES算法总的说来可以两部分组成：

一、对密钥的处理。这一部分是把我们用的64位密钥（实际用的56位，去掉了8个奇偶校验位）分散成16个48位的子密钥。

二、对数据的加密。通过第一步生成的子密钥来加密我们所要加密的数据，最终生成密文。

下面就通过这两部分分别介绍DES算法的实现原理。

一．密钥分散——子密钥的生成

64比特的密钥生成16个48比特的子密钥。其生成过程见图：

64比特的密钥K，经过PC-1后，生成56比特的串。其下标如表所示：

该比特串分为长度相等的比特串C0和D0（分别为28比特）。然后C0和D0分别循环左移1位，得到C1和D1。C1和D1合并起来生成C1D1。C1D1经过PC-2变换后即生成48比特的K1。K1的下标列表为：

C1、D1分别循环左移LS2位，再合并，经过PC-2，生成子密钥K2……依次类推直至生成子密钥K16。

注意：Lsi (I =1,2,….16)的数值是不同的。具体见下表：

注：PC-1 和 PC-2是密钥的指定为置换。

至此，我们已成功的生成了16个48位的子密钥。

二．加密流程图

DES算法处理的数据对象是一组64比特的明文串。设该明文串为m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串经过64比特的密钥K来加密，最后生成长度为64比特的密文E。其加密过程图示如下：

二．      DES算法加密过程

对DES算法加密过程图示的说明如下：待加密的64比特明文串m，经过IP置换后，得到的比特串的下标列表如下：

该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1经过变换f(R0,K1)（f变换算法见下）输出32位的比特串f1,f1与L0做异或运算。

R16与L16合并成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16与L16合并后成的比特串，经过置换IP-1后所得比特串的下标列表如下：

经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e.。

f 算法

变换f(Ri-1,Ki)的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图所示：

首先、输入Ri-1(32比特)经过变换E后，膨胀为48比特。膨胀后的比特串的下标列表如下：

其次、膨胀后的E和Ki异或的结果分为8组，每组6比特。各组经过各自的S盒后，变为4比特，

S盒的算法为：输入b1,b2,b3,b4,b5,b6，计算x=b1*2+b6, y=b5+b4*2+b3*4+b2*8，再从Si表（见下表）中查出x 行，y 列的值Sxy。将Sxy化为二进制，即得Si盒的输出。

最后、合并8组S盒输出成为32比特。该32比特经过P变换后，其下标列表如下：

经过P变换后输出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。

以上介绍了DES算法的加密过程。DES算法的解密过程是一样的，区别仅仅在于第一次迭代时用子密钥K16，第二次K15、......，最后一次用K1，算法本身并没有任何变化。

Emacs + Distel是目前为止开发Erlang工程最好的组合（我也是听说的，请选择性接受）。光用Editplus + Erlang Syntax Highlight Plugin实在痛苦，在窗口之间不停地切来切去，调试起来也很成问题。google了一把，决定配一个Emacs + Distel的环境。配好后，基本功能试了试，挺好用，高级功能还没有用到，以后再说。
    我的环境：
    WinXP Pro SP2 + Erlang R12B-5 + Emacs 22.3 + Distel 4.03

    首先安装Erlang和Emacs，安装过程和一般应用软件差不多，这里略过。为避免路径中空格带来麻烦，Erlang的安装路径不要带空格（如E:\erl5.6.5）。

    然后配置环境变量：
    ERL_HOME=E:\erl5.6.5
    PATH加入%ERL_HOME%\bin
    HOME=E:\erlang（这个路径配置为erlang工程的目录）

    解压缩Distel到E:\erl5.6.5\lib\distel-4.03（这个路径随意，便于管理，将它放到erlang的lib下面）

    在E:\erlang（环境变量HOME）创建一个名为“.emacs”的文本文件，内容如下：
;; Erlang mode
(setq load-path (cons  "E:/erl5.6.5/lib/tools-2.6.2/emacs" load-path))
(setq erlang-root-dir "E:/erl5.6.5")
(setq exec-path (cons "E:/erl5.6.5/bin" exec-path))
(require 'erlang-start)

;; Distel
(let ((distel-dir "E:/erl5.6.5/lib/distel-4.03/elisp"))
  (unless (member distel-dir load-path)
    (setq load-path (append load-path (list distel-dir)))))
(require 'distel)
(distel-setup)

;; Some Erlang customizations
(add-hook 'erlang-mode-hook
  (lambda ()
  ;; when starting an Erlang shell in Emacs, default in the node name
    (setq inferior-erlang-machine-options '("-sname" "emacs"))
    ;; add Erlang functions to an imenu menu
    (imenu-add-to-menubar "imenu")))
;; A number of the erlang-extended-mode key bindings are useful in the shell too
(defconst distel-shell-keys
  '(("\C-\M-i"   erl-complete)
    ("\M-?"      erl-complete) 
    ("\M-."      erl-find-source-under-point)
    ("\M-,"      erl-find-source-unwind) 
    ("\M-*"      erl-find-source-unwind) 
    )
  "Additional keys to bind when in Erlang shell.")
(add-hook 'erlang-shell-mode-hook
   (lambda ()
     ;; add some Distel bindings to the Erlang shell
     (dolist (spec distel-shell-keys)
       (define-key erlang-shell-mode-map (car spec) (cadr spec)))))
    别忘记将以上路径更换为自己实际的路径。注意路径分隔符是正斜杠“/”而不是反斜杠“\”。这样emacs启动时可以自动加载erlang mode和distel的配置文件。

    再在E:\erlang（环境变量HOME）建立一个名为“.erlang.cookie”的文本文件，内容随意，例如：
it_is_a_secret_file
    这个文件是Erlang的Magic Cookie文件。由于Distel需要和运行的erlang节点进行通信，因此这一步不可少。

    最后创建一坨Emacs的快捷方式，放在桌面或者任务栏快速启动，右击快捷方式选“属性”，将“起始位置”设为E:\erlang（HOME环境变量）。这样Emacs启动后可以直接定位到erlang工程的目录。

    启动Emacs，打开一个erl文件，应该能看到多了一个“Erlang”菜单，菜单下有一个Distel的子菜单，如图：

如果你想掌握Ruby，这本书是最好的起点。如果你想运用Ruby，这本书也是案头必备。所以，如果你已经决定要走入Ruby的世界，那么这本书是必经之路，而本不需要一篇“推荐序”。

问题在于，我们为什么还要学习一种新的语言？特别是当Ruby整体上仍然是一个没有完全成熟的“小语种”的时候，为什么要把宝贵的精力投入到Ruby中？这才是我想讨论的问题。

跟很多人一样，我学习程序设计是从Basic语言开始的。然而在初步了解了程序设计的基本概念之后，我便迅速地转向了C语言，并且在上面下了一番苦功夫。是C语言帮助我逐步理解了计算机系统以及算法、数据结构等基础知识，从而迈入程序设计的大门之中的。C语言出色地实现了真实计算机系统的抽象，从而表现出极佳的适应性和强大的系统操控能力。直到今天，我仍认为认真理解和实践C语言是深入理解计算机系统的捷径。然而，当我尝试着用C语言来干点实事的时候，立刻发现一些问题：C的抽象机制过于简单，容易犯错，开发效率低下，质量难以稳定。这时，有一位老师向我介绍了Visual Basic，他盛赞VB是“最高级的开发语言”，代表未来的发展方向。正好当时有一个学校的项目摆在我面前，我几乎没有学习，凭着自己那点Quick Basic的底子，借助在线帮助，迅速地将项目完成，并且获得了好评。

通过这些初级的实践，我体会到VB在开发应用程序方面所具有的惊人的高效率，进而意识到，C与VB是两类设计目标完全不同的语言。以C语言为代表的系统编程语言的优势在于能够充分发挥机器的性能，而像VB这样的语言的优势则是充分提高人的效率。事实上，执行性能与开发效率是软件开发中的一对矛盾，所有的程序设计语言都必须面对这个矛盾，作出自己的选择。

在当时，大多数新语言的选择是上下通吃。它们一方面提供了丰富多彩的高级抽象，另一方面又提供了强有力的底层操作能力，希望由此实现高性能与高效率的统一。C++、Java、C#和Delphi都是走的这条路线，甚至VB从5.0开始也强化了底层操作机制，并提供了编译模型，不落人后。

我当时选择了C++。对于熟悉C语言的我来说，这是一个自然而然的选择。深入学习C++是一个漫长而艰苦的过程，不但要理解伴随面向对象和泛型而来的大量概念，牢记各种奇怪的语法规则，还要了解实践应用中大量存在的陷阱，掌握一系列“模式”、“惯用法”和“条例”。在克服这种种困难的过程中，我对程序设计的认识确实得到了强有力的提升，但是C++真的实现了执行性能和开发效率的双丰收了吗？很遗憾，答案是“否”。我自己的体会是，使用C++要花费大量精力来进行试探性设计，还可能要投入巨大精力来消除代码缺陷，因此开发效率不高。一些权威的调查显示，在新项目的执行中，C++的开发效率甚至低于C，这不得不发人深思。C++提供了大量的语言机制，又存在一些陷阱，想要实现良好的运行性能，就必须遵守一系列清规戒律，这就带来了思想上的不自由，其结果往往是效率的低下。

随后流行的Java和C#等语言，有效地消除了C++中存在的一些陷阱和缺陷，并且提供了很好的基础设施和开发环境，大大提高了开发效率。但是它们都设定了严整的结构和规则，进行严格的编译期检查，强调规范、纪律和计划。这些语言的拥护者们骨子里都认为，构造大规模软件是一个严肃的工程，必须施加强有力的约束和规范，时时刻刻预防和纠正开发者可能犯下的错误。当然，这样必然会导致对开发者思维的束缚和思考效率的限制，从而导致宏观上的低效。但他们认为，这是构造大型高质量软件所必须付出的代价。

然而，世界上另外有一些人的想法完全不同。他们认为，一种“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”的终极语言即使能够实现，也注定是低效的。既然这个世界本身就是丰富多彩的，为什么不保留编程语言的多样性，各取所需，各得其所，彼此协同合作，不亦乐乎？既然C语言在充分发挥机器性能方面已经登峰造极，那么就应该尽力创造能够充分发挥人脑效能的程序设计语言。当人的效率充分提高的时候，所有的问题都会迎刃而解，或者至少大为简化。

1998年，我读到一本薄薄的小书，叫做《Perl入门》。这本书介绍了一种完全陌生的语言，不但看上去稀奇古怪，而且骨子里透露出来一股与C++、Java等完全不同的气质：狂放、不羁、乖张、散漫，无法无天。对于当时的我来说，这一切令人诧异，难以接受。而Perl的拥护者似乎也懒得挑战“主流意识形态”，他们自嘲地说，Perl就是骆驼，样子不好看，气味也不好闻，但就是能干活。随后进入视野的Python外表温文尔雅，简朴工整，但其实质与Perl一样，也是崇尚自由灵活，追求简单直接。伴随着Web走来的JavaScript和PHP，虽然外表上差别很大，但是总体上看，与Perl、Python一样，都是把自由放在结构之上，把人放在机器之上的语言。人们称它们为“动态语言”或者“脚本语言”。这些语言的出现和流行，强有力地挑战了过去20年来人们深信不疑的传统观念。传统认为编译阶段的类型检查至关重要，可是动态语言却把这类检查推迟到执行阶段的最后一刻才进行；传统认为严整的结构和严肃的开发过程是必不可少的，可是动态语言却能够用一种看上去随意自由的风格去“堆砌”系统；传统把精致的模型和多层次的设计视为最佳实践，而动态语言却往往是蛮不讲理地直来直去；传统把频繁的变化和修改视为不良过程的标志，而动态语言却将此视为自然而然的工作方式；传统认为必须在机器性能与人的效率之间取得折中，动态语言却偏执地强调人的效率，而把机器性能这档子事情抛到九霄云外。动态语言离经叛道，却又大获成功，不由分说地把人们好不容易搭建起来的那个严谨的、精致的圣殿冲击得摇摇欲坠。人们怀着复杂的心情观察着动态语言的发展，猜度着它的方向和影响。

这时候我发现了Ruby。

很多转向Ruby的人，在谈论这种语言的时候，都提到“乐趣”这个字眼，我也不例外。使用Ruby编程，你会体验到一种难以名状的趣味，这种感觉，就好像是突然掌握了十倍于从前的力量，同时又挣脱了长久以来一直束缚在身上的枷锁一般。“白日放歌须纵酒，青春作伴好还乡”，当年临摹“Hello World”时的淳朴热情仿佛又回到了身上。Ruby实现了最纯粹意义上的面向对象，让Smalltalk、Perl和Lisp的灵魂在新的躯壳里高歌。相比于Python，Ruby的思想更加清晰一致，形式更加灵活；相比于Perl，Ruby更简单质朴，绝少光怪陆离之举；相比于Smalltalk和Lisp，Ruby更富有现代感和实干气质；相比于庙堂之上的“工业语言”，Ruby自由挥洒、轻快锐利；而相比于JavaScript和PHP，Ruby从Smalltalk继承而来的深厚底蕴又大占优势。面对执行性能与开发效率的谜题，Ruby毫不犹豫地选择了开发效率，选择了对人脑的友好。Ruby的基本思想非常简单淳朴，对于基本原则的坚持非常彻底，毫不打折扣，而在具体应用中又集各家所长，实现了巧妙的平衡。从我自己的体验来讲，使用Ruby写程序，与使用C++等主流语言感觉完全不同，没有战战兢兢的规划和设计，没有紧绷的神经，没有一大堆清规戒律，有的是一种闲庭信步的悠然，有的是时不时灵光一闪的洋洋自得，有的是抓住问题要害之后猛冲猛打的快感。我的水平还不高，还不能够设计更精妙的框架和DSL（领域语言），但我相信我已经初步体会到了Ruby的乐趣。

自从这本书的第1版出版以来，Ruby的发展越来越快。最初人们用Ruby来完成一些临时的任务，然后就迅速被它迷住了，越来越多有用和有趣的东西被开发出来，越来越多有才华的人加入了Ruby的阵营，从而形成了一股潜流。这潜流在2003年以后就已经出现了，只是还没有引起外部世界的注意。然而自2005年以后，潜流变成了潮流，越来越多的人被卷进来。整个社群围绕着Ruby的质朴与自由，创造了大量的珍宝（gems）。有人用200行Ruby代码写了一个飞快的全文搜索引擎，有人把(X)HTML的解析变成了CSS Selector的有趣复用，有人用13行Ruby代码完成了一个P2P文件共享程序，有人把Google引以为豪的MapReduce算法轻巧地实现在一个小小的Ruby程序库中。当然，最为人津津乐道的还是Ruby on Rails在Web开发领域掀起的风暴。所有这一切，都令人对Ruby报以越来越热烈的掌声。

今天，Ruby已经成为世界上发展最快的程序设计语言之一，一个充满热情和创造力的社群围绕着它，开展着种种激动人心的工作。在这里没有什么豪言壮语，但是所有的工作都在扎扎实实地推进，人们被自己内心的力量驱动着，而这种力量来自于Ruby质朴和自由的乐趣，它是近于纯粹的。

我深深地知道，Ruby今天还不是“主流”，其前景究竟如何，也不是没有争论。在今天这个时代，选择技术路线是一件关乎生计和名利的事情，是不纯粹也不能纯粹的事情。在各种场合，年轻的或是年长的程序员们头头是道地分析着IT大局，掰着指头计算着技术的“钱”途，这些都无可厚非，甚至非常必要。但是，作为一个把程序设计当成自己的事业，或者至少是职业的人，总应该在自己的内心中留下那么一小片空间，在那里抛开一切功利，回归质朴，追求纯粹的编程的乐趣。如果你跟我一样，希望体会这样一种内心的乐趣，我热情地邀请你翻开这本书，加入Ruby社群。也请你相信，当越来越多的人为着自己的乐趣而共同努力的时候，我们就能创造历史。

验证数字：^[0-9]*$
验证n位的数字：^\d{n}$
验证至少n位数字：^\d{n,}$
验证m-n位的数字：^\d{m,n}$
验证零和非零开头的数字：^(0|[1-9][0-9]*)$
验证有两位小数的正实数：^[0-9]+(.[0-9]{2})?$
验证有1-3位小数的正实数：^[0-9]+(.[0-9]{1,3})?$
验证非零的正整数：^\+?[1-9][0-9]*$
验证非零的负整数：^\-[1-9][0-9]*$
验证非负整数（正整数 + 0）  ^\d+$
验证非正整数（负整数 + 0）  ^((-\d+)|(0+))$
验证长度为3的字符：^.{3}$
验证由26个英文字母组成的字符串：^[A-Za-z]+$
验证由26个大写英文字母组成的字符串：^[A-Z]+$
验证由26个小写英文字母组成的字符串：^[a-z]+$
验证由数字和26个英文字母组成的字符串：^[A-Za-z0-9]+$
验证由数字、26个英文字母或者下划线组成的字符串：^\w+$
验证用户密码:^[a-zA-Z]\w{5,17}$ 正确格式为：以字母开头，长度在6-18之间，只能包含字符、数字和下划线。
验证是否含有 ^%&',;=?$\" 等字符：[^%&',;=?$\x22]+
验证汉字：^[\u4e00-\u9fa5],{0,}$
验证Email地址：^\w+[-+.]\w+)*@\w+([-.]\w+)*\.\w+([-.]\w+)*$
验证InternetURL：^http://([\w-]+\.)+[\w-]+(/[\w-./?%&=]*)?$ ；^[a-zA-z]+://(w+(-w+)*)(.(w+(-w+)*))*(?S*)?$
验证电话号码：^(\(\d{3,4}\)|\d{3,4}-)?\d{7,8}$：--正确格式为：XXXX-XXXXXXX，XXXX-XXXXXXXX，XXX-XXXXXXX，XXX-XXXXXXXX，XXXXXXX，XXXXXXXX。
验证身份证号（15位或18位数字）：^\d{15}|\d{}18$
验证一年的12个月：^(0?[1-9]|1[0-2])$ 正确格式为：“01”-“09”和“1”“12”
验证一个月的31天：^((0?[1-9])|((1|2)[0-9])|30|31)$    正确格式为：01、09和1、31。
整数：^-?\d+$
非负浮点数（正浮点数 + 0）：^\d+(\.\d+)?$
正浮点数   ^(([0-9]+\.[0-9]*[1-9][0-9]*)|([0-9]*[1-9][0-9]*\.[0-9]+)|([0-9]*[1-9][0-9]*))$
非正浮点数（负浮点数 + 0） ^((-\d+(\.\d+)?)|(0+(\.0+)?))$
负浮点数  ^(-(([0-9]+\.[0-9]*[1-9][0-9]*)|([0-9]*[1-9][0-9]*\.[0-9]+)|([0-9]*[1-9][0-9]*)))$
浮点数  ^(-?\d+)(\.\d+)?$