des演算法c實現
本文介紹了一種國際上通用的加密演算法—DES演算法的原理，並給出了在VC++6.0語言環境下實現的源代碼。最後給出一個示例，以供參考。
關鍵字：DES演算法、明文、密文、密鑰、VC；
本文程序運行效果圖如下：
正文：
當今社會是信息化的社會。為了適應社會對計算機數據安全保密越來越高的要求，美國國家標准局(NBS)於1997年公布了一個由IBM公司研製的一種加密演算法，並且確定為非機要部門使用的數據加密標准，簡稱DES(Data Encrypton Standard)。自公布之日起，DES演算法作為國際上商用保密通信和計算機通信的最常用演算法，一直活躍在國際保密通信的舞台上，扮演了十分突出的角色。現將DES演算法簡單介紹一下，並給出實現DES演算法的VC源代碼。
DES演算法由加密、解密和子密鑰的生成三部分組成。
一．加密
DES演算法處理的數據對象是一組64比特的明文串。設該明文串為m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串經過64比特的密鑰K來加密，最後生成長度為64比特的密文E。其加密過程圖示如下：
DES演算法加密過程
對DES演算法加密過程圖示的說明如下：待加密的64比特明文串m，經過IP置換後，得到的比特串的下標列表如下：
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
該比特串被分為32位的L0和32位的R0兩部分。R0子密鑰K1(子密鑰的生成將在後面講)經過變換f(R0,K1)（f變換將在下面講）輸出32位的比特串f1,f1與L0做不進位的二進制加法運算。運算規則為：
f1與L0做不進位的二進制加法運算後的結果賦給R1，R0則原封不動的賦給L1。L1與R0又做與以上完全相同的運算，生成L2，R2…… 一共經過16次運算。最後生成R16和L16。其中R16為L15與f(R15,K16)做不進位二進制加法運算的結果，L16是R15的直接賦值。
R16與L16合並成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16與L16合並後成的比特串，經過置換IP-1後所得比特串的下標列表如下：
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
經過置換IP-1後生成的比特串就是密文e.。
下面再講一下變換f(Ri-1,Ki)。
它的功能是將32比特的輸入再轉化為32比特的輸出。其過程如圖所示：
對f變換說明如下：輸入Ri-1(32比特)經過變換E後，膨脹為48比特。膨脹後的比特串的下標列表如下：
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 31
膨脹後的比特串分為8組，每組6比特。各組經過各自的S盒後，又變為4比特(具體過程見後)，合並後又成為32比特。該32比特經過P變換後，其下標列表如下：
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
經過P變換後輸出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。
下面再講一下S盒的變換過程。任取一S盒。見圖：
在其輸入b1,b2,b3,b4,b5,b6中，計算出x=b1*2+b6, y=b5+b4*2+b3*4+b2*8，再從Si表中查出x 行，y 列的值Sxy。將Sxy化為二進制，即得Si盒的輸出。（S表如圖所示）
至此，DES演算法加密原理講完了。在VC++6.0下的程序源代碼為：
for(i=1;i<=64;i++)
m1[i]=m[ip[i-1]];//64位明文串輸入，經過IP置換。
下面進行迭代。由於各次迭代的方法相同只是輸入輸出不同，因此只給出其中一次。以第八次為例：//進行第八次迭代。首先進行S盒的運算，輸入32位比特串。
for(i=1;i<=48;i++)//經過E變換擴充，由32位變為48位
RE1[i]=R7[E[i-1]];
for(i=1;i<=48;i++)//與K8按位作不進位加法運算
RE1[i]=RE1[i]+K8[i];
for(i=1;i<=48;i++)
{
if(RE1[i]==2)
RE1[i]=0;
}
for(i=1;i<7;i++)//48位分成8組
{
s11[i]=RE1[i];
s21[i]=RE1[i+6];
s31[i]=RE1[i+12];
s41[i]=RE1[i+18];
s51[i]=RE1[i+24];
s61[i]=RE1[i+30];
s71[i]=RE1[i+36];
s81[i]=RE1[i+42];
}//下面經過S盒，得到8個數。S1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8分別為S表
s[1]=s1[s11[6]+s11[1]*2][s11[5]+s11[4]*2+s11[3]*4+s11[2]*8];
s[2]=s2[s21[6]+s21[1]*2][s21[5]+s21[4]*2+s21[3]*4+s21[2]*8];
s[3]=s3[s31[6]+s31[1]*2][s31[5]+s31[4]*2+s31[3]*4+s31[2]*8];
s[4]=s4[s41[6]+s41[1]*2][s41[5]+s41[4]*2+s41[3]*4+s41[2]*8];
s[5]=s5[s51[6]+s51[1]*2][s51[5]+s51[4]*2+s51[3]*4+s51[2]*8];
s[6]=s6[s61[6]+s61[1]*2][s61[5]+s61[4]*2+s61[3]*4+s61[2]*8];
s[7]=s7[s71[6]+s71[1]*2][s71[5]+s71[4]*2+s71[3]*4+s71[2]*8];
s[8]=s8[s81[6]+s81[1]*2][s81[5]+s81[4]*2+s81[3]*4+s81[2]*8];
for(i=0;i<8;i++)//8個數變換輸出二進制
{
for(j=1;j<5;j++)
{
temp[j]=s[i+1]%2;
s[i+1]=s[i+1]/2;
}
for(j=1;j<5;j++)
f[4*i+j]=temp[5-j];
}
for(i=1;i<33;i++)//經過P變換
frk[i]=f[P[i-1]];//S盒運算完成
for(i=1;i<33;i++)//左右交換
L8[i]=R7[i];
for(i=1;i<33;i++)//R8為L7與f(R,K)進行不進位二進制加法運算結果
{
R8[i]=L7[i]+frk[i];
if(R8[i]==2)
R8[i]=0;
}
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DES演算法及其在VC++6.0下的實現(下)
作者：航天醫學工程研究所四室 朱彥軍
在《DES演算法及其在VC++6.0下的實現(上)》中主要介紹了DES演算法的基本原理，下面讓我們繼續：
二．子密鑰的生成
64比特的密鑰生成16個48比特的子密鑰。其生成過程見圖：
子密鑰生成過程具體解釋如下：
64比特的密鑰K，經過PC-1後，生成56比特的串。其下標如表所示：
PC-1 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
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
該比特串分為長度相等的比特串C0和D0。然後C0和D0分別循環左移1位，得到C1和D1。C1和D1合並起來生成C1D1。C1D1經過PC-2變換後即生成48比特的K1。K1的下標列表為：
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
C1、D1分別循環左移LS2位，再合並，經過PC-2，生成子密鑰K2……依次類推直至生成子密鑰K16。
注意：Lsi (I =1,2,….16)的數值是不同的。具體見下表：
迭代順序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
左移位數 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
生成子密鑰的VC程序源代碼如下：
for(i=1;i<57;i++)//輸入64位K，經過PC-1變為56位 k0[i]=k[PC_1[i-1]];
56位的K0，均分為28位的C0，D0。C0，D0生成K1和C1，D1。以下幾次迭代方法相同，僅以生成K8為例。 for(i=1;i<27;i++)//循環左移兩位
{
C8[i]=C7[i+2];
D8[i]=D7[i+2];
}
C8[27]=C7[1];
D8[27]=D7[1];
C8[28]=C7[2];
D8[28]=D7[2];
for(i=1;i<=28;i++)
{
C[i]=C8[i];
C[i+28]=D8[i];
}
for(i=1;i<=48;i++)
K8[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密鑰k8
注意：生成的子密鑰不同，所需循環左移的位數也不同。源程序中以生成子密鑰 K8為例，所以循環左移了兩位。但在編程中，生成不同的子密鑰應以Lsi表為准。
三．解密
DES的解密過程和DES的加密過程完全類似，只不過將16圈的子密鑰序列K1，K2……K16的順序倒過來。即第一圈用第16個子密鑰K16，第二圈用K15，其餘類推。
第一圈：
加密後的結果
L=R15, R=L15⊕f(R15,K16)⊕f(R15,K16)=L15
同理R15=L14⊕f(R14,K15), L15=R14。
同理類推：
得 L=R0, R=L0。
其程序源代碼與加密相同。在此就不重寫。
四．示例
例如：已知明文m=learning, 密鑰 k=computer。
明文m的ASCII二進製表示：
m= 01101100 01100101 01100001 01110010
01101110 01101001 01101110 01100111
密鑰k的ASCII二進製表示：
k=01100011 01101111 01101101 01110000
01110101 01110100 01100101 01110010
明文m經過IP置換後，得：
11111111 00001000 11010011 10100110 00000000 11111111 01110001 11011000
等分為左右兩段：
L0=11111111 00001000 11010011 10100110 R0=00000000 11111111 01110001 11011000
經過16次迭代後，所得結果為：
L1=00000000 11111111 01110001 11011000 R1=00110101 00110001 00111011 10100101
L2=00110101 00110001 00111011 10100101 R2=00010111 11100010 10111010 10000111
L3=00010111 11100010 10111010 10000111 R3=00111110 10110001 00001011 10000100
L4= R4=
L5= R5=
L6= R6=
L7= R7=
L8= R8=
L9= R9=
L10= R10=
L11= R11=
L12= R12=
L13= R13=
L14= R14=
L15= R15=
L16= R16=
其中，f函數的結果為：
f1= f2=
f3= f4=
f5= f6=
f7= f8=
f9= f10=
f11= f12=
f13= f14=
f15= f16=
16個子密鑰為：
K1= K2=
K3= K4=
K5= K6=
K7= K8=
K9= K10=
K11= K12=
K13= K14=
K15= K16=
S盒中，16次運算時，每次的8 個結果為：
第一次：5，11，4，1，0，3，13，9；
第二次：7，13，15，8，12，12，13，1；
第三次：8，0，0，4，8，1，9，12；
第四次：0，7，4，1，7，6，12，4；
第五次：8，1，0，11，5，0，14，14；
第六次：14，12，13，2，7，15，14，10；
第七次：12，15，15，1，9，14，0，4；
第八次：15，8，8，3，2，3，14，5；
第九次：8，14，5，2，1，15，5，12；
第十次：2，8，13，1，9，2，10，2；
第十一次：10，15，8，2，1，12，12，3；
第十二次：5，4，4，0，14，10，7，4；
第十三次：2，13，10，9，2，4，3，13；
第十四次：13，7，14，9，15，0，1，3；
第十五次：3，1，15，5，11，9，11，4；
第十六次：12，3，4，6，9，3，3，0；
子密鑰生成過程中，生成的數值為：
C0=0000000011111111111111111011 D0=1000001101110110000001101000
C1=0000000111111111111111110110 D1=0000011011101100000011010001
C2=0000001111111111111111101100 D2=0000110111011000000110100010
C3=0000111111111111111110110000 D3=0011011101100000011010001000
C4=0011111111111111111011000000 D4=1101110110000001101000100000
C5=1111111111111111101100000000 D5=0111011000000110100010000011
C6=1111111111111110110000000011 D6=1101100000011010001000001101
C7=1111111111111011000000001111 D7=0110000001101000100000110111
C8=1111111111101100000000111111 D8=1000000110100010000011011101
C9=1111111111011000000001111111 D9=0000001101000100000110111011
C10=1111111101100000000111111111 D10=0000110100010000011011101100
C11=1111110110000000011111111111 D11=0011010001000001101110110000
C12=1111011000000001111111111111 D12=1101000100000110111011000000
C13=1101100000000111111111111111 D13=0100010000011011101100000011
C14=0110000000011111111111111111 D14=0001000001101110110000001101
C15=1000000001111111111111111101 D15=0100000110111011000000110100
C16=0000000011111111111111111011 D16=1000001101110110000001101000
解密過程與加密過程相反，所得的數據的順序恰好相反。在此就不贅述。
參考書目：
《計算機系統安全》 重慶出版社 盧開澄等編著
《計算機密碼應用基礎》 科學出版社 朱文余等編著
《Visual C++ 6.0 編程實例與技巧》 機械工業出版社 王華等編著
『貳』 des加密演算法(c/c++)
des.h文件：
#ifndefCRYPTOPP_DES_H
#defineCRYPTOPP_DES_H
#include"cryptlib.h"
#include"misc.h"
NAMESPACE_BEGIN(CryptoPP)
classDES:publicBlockTransformation
{
public:
DES(constbyte*userKey,CipherDir);
voidProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const;
voidProcessBlock(byte*inoutBlock)const
{DES::ProcessBlock(inoutBlock,inoutBlock);}
enum{KEYLENGTH=8,BLOCKSIZE=8};
unsignedintBlockSize()const{returnBLOCKSIZE;}
protected:
staticconstword32Spbox[8][64];
SecBlock<word32>k;
};
classDESEncryption:publicDES
{
public:
DESEncryption(constbyte*userKey)
:DES(userKey,ENCRYPTION){}
};
classDESDecryption:publicDES
{
public:
DESDecryption(constbyte*userKey)
:DES(userKey,DECRYPTION){}
};
classDES_EDE_Encryption:publicBlockTransformation
{
public:
DES_EDE_Encryption(constbyte*userKey)
:e(userKey,ENCRYPTION),d(userKey+DES::KEYLENGTH,DECRYPTION){}
voidProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const;
voidProcessBlock(byte*inoutBlock)const;
enum{KEYLENGTH=16,BLOCKSIZE=8};
unsignedintBlockSize()const{returnBLOCKSIZE;}
private:
DESe,d;
};
classDES_EDE_Decryption:publicBlockTransformation
{
public:
DES_EDE_Decryption(constbyte*userKey)
:d(userKey,DECRYPTION),e(userKey+DES::KEYLENGTH,ENCRYPTION){}
voidProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const;
voidProcessBlock(byte*inoutBlock)const;
enum{KEYLENGTH=16,BLOCKSIZE=8};
unsignedintBlockSize()const{returnBLOCKSIZE;}
private:
DESd,e;
};
classTripleDES_Encryption:publicBlockTransformation
{
public:
TripleDES_Encryption(constbyte*userKey)
:e1(userKey,ENCRYPTION),d(userKey+DES::KEYLENGTH,DECRYPTION),
e2(userKey+2*DES::KEYLENGTH,ENCRYPTION){}
voidProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const;
voidProcessBlock(byte*inoutBlock)const;
enum{KEYLENGTH=24,BLOCKSIZE=8};
unsignedintBlockSize()const{returnBLOCKSIZE;}
private:
DESe1,d,e2;
};
classTripleDES_Decryption:publicBlockTransformation
{
public:
TripleDES_Decryption(constbyte*userKey)
:d1(userKey+2*DES::KEYLENGTH,DECRYPTION),e(userKey+DES::KEYLENGTH,ENCRYPTION),
d2(userKey,DECRYPTION){}
voidProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const;
voidProcessBlock(byte*inoutBlock)const;
enum{KEYLENGTH=24,BLOCKSIZE=8};
unsignedintBlockSize()const{returnBLOCKSIZE;}
private:
DESd1,e,d2;
};
NAMESPACE_END
#endif
des.cpp文件：
//des.cpp-modifiedbyWeiDaifrom:
/*
*
*circa1987,'s1977
*publicdomaincode.,but
*theactualencrypt/
*Outerbridge'sDEScodeasprintedinSchneier's"AppliedCryptography."
*
*Thiscodeisinthepublicdomain.Iwouldappreciatebugreportsand
*enhancements.
*
*PhilKarnKA9Q,[email protected],August1994.
*/
#include"pch.h"
#include"misc.h"
#include"des.h"
NAMESPACE_BEGIN(CryptoPP)
/*
*Threeofthesetables,theinitialpermutation,thefinal
*,areregularenoughthat
*forspeed,wehard-codethem.They'rehereforreferenceonly.
*Also,,gensp.c,
*tobuildthecombinedSPbox,Spbox[].They'realsoherejust
*forreference.
*/
#ifdefnotdef
/*initialpermutationIP*/
staticbyteip[]={
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
};
/*finalpermutationIP^-1*/
staticbytefp[]={
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
};
/*expansionoperationmatrix*/
staticbyteei[]={
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
};
/*The(in)famousS-boxes*/
staticbytesbox[8][64]={
/*S1*/
14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,
4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,
15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13,
/*S2*/
15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,
3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,
0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,
13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9,
/*S3*/
10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,
13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,
13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,
1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12,
/*S4*/
7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,
13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,
10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14,
/*S5*/
2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,
14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,
4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,
11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3,
/*S6*/
12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,
10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,
9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,
4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,
/*S7*/
4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,
13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,
6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,
/*S8*/
13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,
1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,
7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,
2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11
};
/*32--boxes*/
staticbytep32i[]={
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
};
#endif
/*permutedchoicetable(key)*/
staticconstbytepc1[]={
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,
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
};
/*numberleftrotationsofpc1*/
staticconstbytetotrot[]={
1,2,4,6,8,10,12,14,15,17,19,21,23,25,27,28
};
/*permutedchoicekey(table)*/
staticconstbytepc2[]={
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
};
/*EndofDES-definedtables*/
/*bit0isleft-mostinbyte*/
staticconstintbytebit[]={
0200,0100,040,020,010,04,02,01
};
/*Setkey(initializekeyschelearray)*/
DES::DES(constbyte*key,CipherDirdir)
:k(32)
{
SecByteBlockbuffer(56+56+8);
byte*constpc1m=buffer;/*placetomodifypc1into*/
byte*constpcr=pc1m+56;/*placetorotatepc1into*/
byte*constks=pcr+56;
registerinti,j,l;
intm;
for(j=0;j<56;j++){/*convertpc1tobitsofkey*/
l=pc1[j]-1;/*integerbitlocation*/
m=l&07;/*findbit*/
pc1m[j]=(key[l>>3]&/*findwhichkeybytelisin*/
bytebit[m])/*andwhichbitofthatbyte*/
?1:0;/*andstore1-bitresult*/
}
for(i=0;i<16;i++){/*keychunkforeachiteration*/
memset(ks,0,8);/*Clearkeyschele*/
for(j=0;j<56;j++)/*rotatepc1therightamount*/
pcr[j]=pc1m[(l=j+totrot[i])<(j<28?28:56)?l:l-28];
/**/
for(j=0;j<48;j++){/*selectbitsindivially*/
/*checkbitthatgoestoks[j]*/
if(pcr[pc2[j]-1]){
/*maskitinifit'sthere*/
l=j%6;
ks[j/6]|=bytebit[l]>>2;
}
}
/*Nowconverttoodd/eveninterleavedformforuseinF*/
k[2*i]=((word32)ks[0]<<24)
|((word32)ks[2]<<16)
|((word32)ks[4]<<8)
|((word32)ks[6]);
k[2*i+1]=((word32)ks[1]<<24)
|((word32)ks[3]<<16)
|((word32)ks[5]<<8)
|((word32)ks[7]);
}
if(dir==DECRYPTION)//reversekeyscheleorder
for(i=0;i<16;i+=2)
{
std::swap(k[i],k[32-2-i]);
std::swap(k[i+1],k[32-1-i]);
}
}
/**/
/*Ccodeonlyinportableversion*/
//RichardOuterbridge'sinitialpermutationalgorithm
/*
inlinevoidIPERM(word32&left,word32&right)
{
word32work;
work=((left>>4)^right)&0x0f0f0f0f;
right^=work;
left^=work<<4;
work=((left>>16)^right)&0xffff;
right^=work;
left^=work<<16;
work=((right>>2)^left)&0x33333333;
left^=work;
right^=(work<<2);
work=((right>>8)^left)&0xff00ff;
left^=work;
right^=(work<<8);
right=rotl(right,1);
work=(left^right)&0xaaaaaaaa;
left^=work;
right^=work;
left=rotl(left,1);
}
inlinevoidFPERM(word32&left,word32&right)
{
word32work;
right=rotr(right,1);
work=(left^right)&0xaaaaaaaa;
left^=work;
right^=work;
left=rotr(left,1);
work=((left>>8)^right)&0xff00ff;
right^=work;
left^=work<<8;
work=((left>>2)^right)&0x33333333;
right^=work;
left^=work<<2;
work=((right>>16)^left)&0xffff;
left^=work;
right^=work<<16;
work=((right>>4)^left)&0x0f0f0f0f;
left^=work;
right^=work<<4;
}
*/
//WeiDai''sinitialpermutation
//algorithm,
//(likeinMSVC)
inlinevoidIPERM(word32&left,word32&right)
{
word32work;
right=rotl(right,4U);
work=(left^right)&0xf0f0f0f0;
left^=work;
right=rotr(right^work,20U);
work=(left^right)&0xffff0000;
left^=work;
right=rotr(right^work,18U);
work=(left^right)&0x33333333;
left^=work;
right=rotr(right^work,6U);
work=(left^right)&0x00ff00ff;
left^=work;
right=rotl(right^work,9U);
work=(left^right)&0xaaaaaaaa;
left=rotl(left^work,1U);
right^=work;
}
inlinevoidFPERM(word32&left,word32&right)
{
word32work;
right=rotr(right,1U);
work=(left^right)&0xaaaaaaaa;
right^=work;
left=rotr(left^work,9U);
work=(left^right)&0x00ff00ff;
right^=work;
left=rotl(left^work,6U);
work=(left^right)&0x33333333;
right^=work;
left=rotl(left^work,18U);
work=(left^right)&0xffff0000;
right^=work;
left=rotl(left^work,20U);
work=(left^right)&0xf0f0f0f0;
right^=work;
left=rotr(left^work,4U);
}
//
voidDES::ProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const
{
word32l,r,work;
#ifdefIS_LITTLE_ENDIAN
l=byteReverse(*(word32*)inBlock);
r=byteReverse(*(word32*)(inBlock+4));
#else
l=*(word32*)inBlock;
r=*(word32*)(inBlock+4);
#endif
IPERM(l,r);
constword32*kptr=k;
for(unsignedi=0;i<8;i++)
{
work=rotr(r,4U)^kptr[4*i+0];
l^=Spbox[6][(work)&0x3f]
^Spbox[4][(work>>8)&0x3f]
^Spbox[2][(work>>16)&0x3f]
^Spbox[0][(work>>24)&0x3f];
work=r^kptr[4*i+1];
l^=Spbox[7][(work)&0x3f]
^Spbox[5][(work>>8)&0x3f]
^Spbox[3][(work>>16)&0x3f]
^Spbox[1][(work>>24)&0x3f];
work=rotr(l,4U)^kptr[4*i+2];
r^=Spbox[6][(work)&0x3f]
^Spbox[4][(work>>8)&0x3f]
^Spbox[2][(work>>16)&0x3f]
^Spbox[0][(work>>24)&0x3f];
work=l^kptr[4*i+3];
r^=Spbox[7][(work)&0x3f]
^Spbox[5][(work>>8)&0x3f]
^Spbox[3][(work>>16)&0x3f]
^Spbox[1][(work>>24)&0x3f];
}
FPERM(l,r);
#ifdefIS_LITTLE_ENDIAN
*(word32*)outBlock=byteReverse(r);
*(word32*)(outBlock+4)=byteReverse(l);
#else
*(word32*)outBlock=r;
*(word32*)(outBlock+4)=l;
#endif
}
voidDES_EDE_Encryption::ProcessBlock(byte*inoutBlock)const
{
e.ProcessBlock(inoutBlock);
d.ProcessBlock(inoutBlock);
e.ProcessBlock(inoutBlock);
}
voidDES_EDE_Encryption::ProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const
{
e.ProcessBlock(inBlock,outBlock);
d.ProcessBlock(outBlock);
e.ProcessBlock(outBlock);
}
voidDES_EDE_Decryption::ProcessBlock(byte*inoutBlock)const
{
d.ProcessBlock(inoutBlock);
e.ProcessBlock(inoutBlock);
d.ProcessBlock(inoutBlock);
}
voidDES_EDE_Decryption::ProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const
{
d.ProcessBlock(inBlock,outBlock);
e.ProcessBlock(outBlock);
d.ProcessBlock(outBlock);
}
voidTripleDES_Encryption::ProcessBlock(byte*inoutBlock)const
{
e1.ProcessBlock(inoutBlock);
d.ProcessBlock(inoutBlock);
e2.ProcessBlock(inoutBlock);
}
voidTripleDES_Encryption::ProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const
{
e1.ProcessBlock(inBlock,outBlock);
d.ProcessBlock(outBlock);
e2.ProcessBlock(outBlock);
}
voidTripleDES_Decryption::ProcessBlock(byte*inoutBlock)const
{
d1.ProcessBlock(inoutBlock);
e.ProcessBlock(inoutBlock);
d2.ProcessBlock(inoutBlock);
}
voidTripleDES_Decryption::ProcessBlock(constbyte*inBlock,byte*outBlock)const
{
d1.ProcessBlock(inBlock,outBlock);
e.ProcessBlock(outBlock);
d2.ProcessBlock(outBlock);
}
NAMESPACE_END
程序運行如下：
『叄』 DES演算法，求c++代碼。IP置換。 1.隨機產生64位二進制數 2.根據IP置換表，將此64位二
DES演算法，IP置換的功能是把輸入的64位數據塊按位重新組合，並把輸出分為L0、R0兩部分，每部分各長32位，其置換規則見下表：
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,
即將輸入的第58位換到第一位，第50位換到第2位，...，依此類推，最後一位是原來的第7位。L0、R0則是換位輸出後的兩部分，L0是輸出的左32位，R0 是右32位，例
如：設置換前的輸入值為D1D2D3......D64，則經過初始置換後的結果為：L0=D58D50...D8；R0=D57D49...D7。
其典型C代碼實現如下：
定義IP置換表如上表，char類型數組，長度為64；
然後，在從0到64循環，把源數組的數據按IP置換表的內容填到目的數組，即實現了IP置換；
// initial permutation (IP)
const static char IP_Table[64] = {
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
};
void DES_InitialPermuteData(char* src,char* dst)
{
//IP
int i=0;
for(i=0;i<64;i++)
{
dst[i] =src[IP_Table[i]-1];
}
}
『肆』 使用C/C++語言,將DES/AES加密演算法,用代碼實現
哎，學校大作業吧。核心是des和aes的演算法唄，自己一點點寫代碼量不很少呢。沒時間給你寫了。
不過有個很好的偷懶辦法：建議lz你去找一下OpenSSL的源碼。裡面有AES，DES的原生C實現。現成函數。lz你直接從裡面摳出來復制到你工程里就行了。。
『伍』 des解密演算法，利用c語言解密JAVA語言加密的密碼。。密鑰為12345678，加密後的密文為：26d086be3a3a62fc
// C 語言 DES用的是 ECB模式， 沒有填充
// 因此Java端要對應， 你的明文是 liubiao 嗎？
// 另外 DES已經不安全了， 如果可以改為 3DES或者 AES吧。
public class LearnDes {
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println(encrypt("liubiao", "12345678"));
System.out.println(decrypt("26d086be3a3a62fc", "12345678"));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static String encrypt(String message, String key) throws Exception {
//Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/NOPADDING");
DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(key.getBytes("UTF-8"));
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(desKeySpec);
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes("UTF-8"));
//cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, iv);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey );
return toHexString(cipher.doFinal(message.getBytes("UTF-8")));
}
public static String decrypt(String message, String key) throws Exception {
byte[] bytesrc = convertHexString(message);
//Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/NOPADDING");
DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(key.getBytes("UTF-8"));
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(desKeySpec);
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes("UTF-8"));
//cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, iv);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey );
byte[] retByte = cipher.doFinal(bytesrc);
return new String(retByte);
}
public static byte[] convertHexString(String ss) {
byte digest[] = new byte[ss.length() / 2];
for (int i = 0; i < digest.length; i++) {
String byteString = ss.substring(2 * i, 2 * i + 2);
int byteValue = Integer.parseInt(byteString, 16);
digest[i] = (byte) byteValue;
}
return digest;
}
public static String toHexString(byte b[]) {
StringBuffer hexString = new StringBuffer();
for (int i = 0; i < b.length; i++) {
String plainText = Integer.toHexString(0xff & b[i]);
if (plainText.length() < 2)
plainText = "0" + plainText;
hexString.append(plainText);
}
return hexString.toString();
}
}
『陸』 求一個用c語言寫的DES加密演算法~~
using system;
using system.security.cryptography;
using system.io;
using system.text;
public class encryptstringdes {
public static void main(string);
return;
}
// 使用utf8函數加密輸入參數
utf8encoding utf8encoding = new utf8encoding();
byte.tochararray());
// 方式一：調用默認的des實現方法des_csp.
des des = des.create();
// 方式二：直接使用des_csp()實現des的實體
//des_csp des = new des_csp();
// 初始化des加密的密鑰和一個隨機的、8比特的初始化向量(iv)
byte iv = {0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x90, 0xab, 0xcd, 0xef};
des.key = key;
des.iv = iv;
// 建立加密流
symmetricstreamencryptor sse = des.createencryptor();
// 使用cryptomemorystream方法獲取加密過程的輸出
cryptomemorystream cms = new cryptomemorystream();
// 將symmetricstreamencryptor流中的加密數據輸出到cryptomemorystream中
sse.setsink(cms);
// 加密完畢，將結果輸出到控制台
sse.write(inputbytearray);
sse.closestream();
// 獲取加密數據
byte);
}
console.writeline();
//上面演示了如何進行加密，下面演示如何進行解密
symmetricstreamdecryptor ssd = des.createdecryptor();
cms = new cryptomemorystream();
ssd.setsink(cms);
ssd.write(encrypteddata);
ssd.closestream();
byte decryptedchararray = utf8encoding.getchars(decrypteddata);
console.writeline("解密後數據：");
console.write(decryptedchararray);
console.writeline();
}
}
編譯：
d:\csharp>csc des_demo.cs
microsoft (r) c# compiler version 7.00.8905
right (c) microsoft corp 2000. all rights reserved.
運行實例：
d:\csharp>des_demo.exe 使用c#編寫des加密程序的framework
加密結果：
3d 22 64 c6 57 d1 c4 c3 cf 77 ce 2f d0 e1 78 2a 4d ed 7a a8 83 f9 0e 14 e1 ba 38
7b 06 41 8d b5 e9 3f 00 0d c3 28 d1 f9 6d 17 4b 6e a7 41 68 40
『柒』 求教des演算法的詳細過程
des演算法的詳細過程：
1-1、變換密鑰
取得64位的密鑰，每個第8位作為奇偶校驗位。
1-2、變換密鑰。
1-2-1、舍棄64位密鑰中的奇偶校驗位，根據下表（PC-1）進行密鑰變換得到56位的密鑰，在變換中，奇偶校驗位以被舍棄。
Permuted Choice 1 (PC-1)
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
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
1-2-2、將變換後的密鑰分為兩個部分，開始的28位稱為C[0]，最後的28位稱為D[0]。
1-2-3、生成16個子密鑰，初始I=1。
1-2-3-1、同時將C[I]、D[I]左移1位或2位，根據I值決定左移的位數。見下表
I： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
左移位數： 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
1-2-3-2、將C[I]D[I]作為一個整體按下表（PC-2）變換，得到48位的K[I]
Permuted Choice 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
1-2-3-3、從1-2-3-1處循環執行，直到K[16]被計算完成。
2、處理64位的數據
2-1、取得64位的數據，如果數據長度不足64位，應該將其擴展為64位（例如補零）
2-2、將64位數據按下表變換（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
2-3、將變換後的數據分為兩部分，開始的32位稱為L[0]，最後的32位稱為R[0]。
2-4、用16個子密鑰加密數據，初始I=1。
2-4-1、將32位的R[I-1]按下表（E）擴展為48位的E[I-1]
Expansion (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
2-4-2、異或E[I-1]和K[I]，即E[I-1] XOR K[I]
2-4-3、將異或後的結果分為8個6位長的部分，第1位到第6位稱為B[1]，第7位到第12位稱為B[2]，依此類推，第43位到第48位稱為B[8]。
2-4-4、按S表變換所有的B[J]，初始J=1。所有在S表的值都被當作4位長度處理。
2-4-4-1、將B[J]的第1位和第6位組合為一個2位長度的變數M，M作為在S[J]中的行號。
2-4-4-2、將B[J]的第2位到第5位組合，作為一個4位長度的變數N，N作為在S[J]中的列號。
2-4-4-3、用S[J][M][N]來取代B[J]。
Substitution Box 1 (S[1])
14 4 13 1 2 15 11 8 3 10 6 12 5 9 0 7
0 15 7 4 14 2 13 1 10 6 12 11 9 5 3 8
4 1 14 8 13 6 2 11 15 12 9 7 3 10 5 0
15 12 8 2 4 9 1 7 5 11 3 14 10 0 6 13
S[2]
15 1 8 14 6 11 3 4 9 7 2 13 12 0 5 10
3 13 4 7 15 2 8 14 12 0 1 10 6 9 11 5
0 14 7 11 10 4 13 1 5 8 12 6 9 3 2 15
13 8 10 1 3 15 4 2 11 6 7 12 0 5 14 9
S[3]
10 0 9 14 6 3 15 5 1 13 12 7 11 4 2 8
13 7 0 9 3 4 6 10 2 8 5 14 12 11 15 1
13 6 4 9 8 15 3 0 11 1 2 12 5 10 14 7
1 10 13 0 6 9 8 7 4 15 14 3 11 5 2 12
S[4]
7 13 14 3 0 6 9 10 1 2 8 5 11 12 4 15
13 8 11 5 6 15 0 3 4 7 2 12 1 10 14 9
10 6 9 0 12 11 7 13 15 1 3 14 5 2 8 4
3 15 0 6 10 1 13 8 9 4 5 11 12 7 2 14
S[5]
2 12 4 1 7 10 11 6 8 5 3 15 13 0 14 9
14 11 2 12 4 7 13 1 5 0 15 10 3 9 8 6
4 2 1 11 10 13 7 8 15 9 12 5 6 3 0 14
11 8 12 7 1 14 2 13 6 15 0 9 10 4 5 3
S[6]
12 1 10 15 9 2 6 8 0 13 3 4 14 7 5 11
10 15 4 2 7 12 9 5 6 1 13 14 0 11 3 8
9 14 15 5 2 8 12 3 7 0 4 10 1 13 11 6
4 3 2 12 9 5 15 10 11 14 1 7 6 0 8 13
S[7]
4 11 2 14 15 0 8 13 3 12 9 7 5 10 6 1
13 0 11 7 4 9 1 10 14 3 5 12 2 15 8 6
1 4 11 13 12 3 7 14 10 15 6 8 0 5 9 2
6 11 13 8 1 4 10 7 9 5 0 15 14 2 3 12
S[8]
13 2 8 4 6 15 11 1 10 9 3 14 5 0 12 7
1 15 13 8 10 3 7 4 12 5 6 11 0 14 9 2
7 11 4 1 9 12 14 2 0 6 10 13 15 3 5 8
2 1 14 7 4 10 8 13 15 12 9 0 3 5 6 11
2-4-4-4、從2-4-4-1處循環執行，直到B[8]被替代完成。
2-4-4-5、將B[1]到B[8]組合，按下表（P）變換，得到P。
Permutation 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
2-4-6、異或P和L[I-1]結果放在R[I]，即R[I]=P XOR L[I-1]。
2-4-7、L[I]=R[I-1]
2-4-8、從2-4-1處開始循環執行，直到K[16]被變換完成。
2-4-5、組合變換後的R[16]L[16]（注意：R作為開始的32位），按下表（IP-1）變換得到最後的結果。
Final Permutation (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
以上就是DES演算法的描述。
『捌』 用c實現des演算法!!!
/* d3des.h -
*
* Headers and defines for d3des.c
* Graven Imagery, 1992.
*
* Copyright (c) 1988,1989,1990,1991,1992 by Richard Outerbridge
* (GEnie : OUTER; CIS : [71755,204])
*/
#define D2_DES /* include double-length support */
#define D3_DES /* include triple-length support */
#ifdef D3_DES
#ifndef D2_DES
#define D2_DES /* D2_DES is needed for D3_DES */
#endif
#endif
#define EN0 0 /* MODE == encrypt */
#define DE1 1 /* MODE == decrypt */
/* A useful alias on 68000-ish machines, but NOT USED HERE. */
typedef union {
unsigned long blok[2];
unsigned short word[4];
unsigned char byte[8];
} M68K;
extern void deskey(unsigned char *, short);
/* hexkey[8] MODE
* Sets the internal key register according to the hexadecimal
* key contained in the 8 bytes of hexkey, according to the DES,
* for encryption or decryption according to MODE.
*/
extern void usekey(unsigned long *);
/* cookedkey[32]
* Loads the internal key register with the data in cookedkey.
*/
extern void cpkey(unsigned long *);
/* cookedkey[32]
* Copies the contents of the internal key register into the storage
* located at &cookedkey[0].
*/
extern void des(unsigned char *, unsigned char *);
/* from[8] to[8]
* Encrypts/Decrypts (according to the key currently loaded in the
* internal key register) one block of eight bytes at address 'from'
* into the block at address 'to'. They can be the same.
*/
#ifdef D2_DES
#define desDkey(a,b) des2key((a),(b))
extern void des2key(unsigned char *, short);
/* hexkey[16] MODE
* Sets the internal key registerS according to the hexadecimal
* keyS contained in the 16 bytes of hexkey, according to the DES,
* for DOUBLE encryption or decryption according to MODE.
* NOTE: this clobbers all three key registers!
*/
extern void Ddes(unsigned char *, unsigned char *);
/* from[8] to[8]
* Encrypts/Decrypts (according to the keyS currently loaded in the
* internal key registerS) one block of eight bytes at address 'from'
* into the block at address 'to'. They can be the same.
*/
extern void D2des(unsigned char *, unsigned char *);
/* from[16] to[16]
* Encrypts/Decrypts (according to the keyS currently loaded in the
* internal key registerS) one block of SIXTEEN bytes at address 'from'
* into the block at address 'to'. They can be the same.
*/
extern void makekey(char *, unsigned char *);
/* *password, single-length key[8]
* With a double-length default key, this routine hashes a NULL-terminated
* string into an eight-byte random-looking key, suitable for use with the
* deskey() routine.
*/
#define makeDkey(a,b) make2key((a),(b))
extern void make2key(char *, unsigned char *);
/* *password, double-length key[16]
* With a double-length default key, this routine hashes a NULL-terminated
* string into a sixteen-byte random-looking key, suitable for use with the
* des2key() routine.
*/
#ifndef D3_DES /* D2_DES only */
#define useDkey(a) use2key((a))
#define cpDkey(a) cp2key((a))
extern void use2key(unsigned long *);
/* cookedkey[64]
* Loads the internal key registerS with the data in cookedkey.
* NOTE: this clobbers all three key registers!
*/
extern void cp2key(unsigned long *);
/* cookedkey[64]
* Copies the contents of the internal key registerS into the storage
* located at &cookedkey[0].
*/
#else /* D3_DES too */
#define useDkey(a) use3key((a))
#define cpDkey(a) cp3key((a))
extern void des3key(unsigned char *, short);
/* hexkey[24] MODE
* Sets the internal key registerS according to the hexadecimal
* keyS contained in the 24 bytes of hexkey, according to the DES,
* for DOUBLE encryption or decryption according to MODE.
*/
extern void use3key(unsigned long *);
/* cookedkey[96]
* Loads the 3 internal key registerS with the data in cookedkey.
*/
extern void cp3key(unsigned long *);
/* cookedkey[96]
* Copies the contents of the 3 internal key registerS into the storage
* located at &cookedkey[0].
*/
extern void make3key(char *, unsigned char *);
/* *password, triple-length key[24]
* With a triple-length default key, this routine hashes a NULL-terminated
* string into a twenty-four-byte random-looking key, suitable for use with
* the des3key() routine.
*/
#endif /* D3_DES */
#endif /* D2_DES */