des算法c实现
本文介绍了一种国际上通用的加密算法—DES算法的原理，并给出了在VC++6.0语言环境下实现的源代码。最后给出一个示例，以供参考。
关键字：DES算法、明文、密文、密钥、VC；
本文程序运行效果图如下：
正文：
当今社会是信息化的社会。为了适应社会对计算机数据安全保密越来越高的要求，美国国家标准局(NBS)于1997年公布了一个由IBM公司研制的一种加密算法，并且确定为非机要部门使用的数据加密标准，简称DES(Data Encrypton Standard)。自公布之日起，DES算法作为国际上商用保密通信和计算机通信的最常用算法，一直活跃在国际保密通信的舞台上，扮演了十分突出的角色。现将DES算法简单介绍一下，并给出实现DES算法的VC源代码。
DES算法由加密、解密和子密钥的生成三部分组成。
一．加密
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：
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：
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
该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1(子密钥的生成将在后面讲)经过变换f(R0,K1)（f变换将在下面讲）输出32位的比特串f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。运算规则为：
f1与L0做不进位的二进制加法运算后的结果赋给R1，R0则原封不动的赋给L1。L1与R0又做与以上完全相同的运算，生成L2，R2…… 一共经过16次运算。最后生成R16和L16。其中R16为L15与f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果，L16是R15的直接赋值。
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：
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
经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e.。
下面再讲一下变换f(Ri-1,Ki)。
它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图所示：
对f变换说明如下：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：
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
膨胀后的比特串分为8组，每组6比特。各组经过各自的S盒后，又变为4比特(具体过程见后)，合并后又成为32比特。该32比特经过P变换后，其下标列表如下：
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
经过P变换后输出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。
下面再讲一下S盒的变换过程。任取一S盒。见图：
在其输入b1,b2,b3,b4,b5,b6中，计算出x=b1*2+b6, y=b5+b4*2+b3*4+b2*8，再从Si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。（S表如图所示）
至此，DES算法加密原理讲完了。在VC++6.0下的程序源代码为：
for(i=1;i<=64;i++)
m1[i]=m[ip[i-1]];//64位明文串输入，经过IP置换。
下面进行迭代。由于各次迭代的方法相同只是输入输出不同，因此只给出其中一次。以第八次为例：//进行第八次迭代。首先进行S盒的运算，输入32位比特串。
for(i=1;i<=48;i++)//经过E变换扩充，由32位变为48位
RE1[i]=R7[E[i-1]];
for(i=1;i<=48;i++)//与K8按位作不进位加法运算
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组
{
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];
}//下面经过S盒，得到8个数。S1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8分别为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个数变换输出二进制
{
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++)//经过P变换
frk[i]=f[P[i-1]];//S盒运算完成
for(i=1;i<33;i++)//左右交换
L8[i]=R7[i];
for(i=1;i<33;i++)//R8为L7与f(R,K)进行不进位二进制加法运算结果
{
R8[i]=L7[i]+frk[i];
if(R8[i]==2)
R8[i]=0;
}
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DES算法及其在VC++6.0下的实现(下)
作者：航天医学工程研究所四室 朱彦军
在《DES算法及其在VC++6.0下的实现(上)》中主要介绍了DES算法的基本原理，下面让我们继续：
二．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：
子密钥生成过程具体解释如下：
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：
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
该比特串分为长度相等的比特串C0和D0。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：
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：
迭代顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
左移位数 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
生成子密钥的VC程序源代码如下：
for(i=1;i<57;i++)//输入64位K，经过PC-1变为56位 k0[i]=k[PC_1[i-1]];
56位的K0，均分为28位的C0，D0。C0，D0生成K1和C1，D1。以下几次迭代方法相同，仅以生成K8为例。 for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
{
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]];//生成子密钥k8
注意：生成的子密钥不同，所需循环左移的位数也不同。源程序中以生成子密钥 K8为例，所以循环左移了两位。但在编程中，生成不同的子密钥应以Lsi表为准。
三．解密
DES的解密过程和DES的加密过程完全类似，只不过将16圈的子密钥序列K1，K2……K16的顺序倒过来。即第一圈用第16个子密钥K16，第二圈用K15，其余类推。
第一圈：
加密后的结果
L=R15, R=L15⊕f(R15,K16)⊕f(R15,K16)=L15
同理R15=L14⊕f(R14,K15), L15=R14。
同理类推：
得 L=R0, R=L0。
其程序源代码与加密相同。在此就不重写。
四．示例
例如：已知明文m=learning, 密钥 k=computer。
明文m的ASCII二进制表示：
m= 01101100 01100101 01100001 01110010
01101110 01101001 01101110 01100111
密钥k的ASCII二进制表示：
k=01100011 01101111 01101101 01110000
01110101 01110100 01100101 01110010
明文m经过IP置换后，得：
11111111 00001000 11010011 10100110 00000000 11111111 01110001 11011000
等分为左右两段：
L0=11111111 00001000 11010011 10100110 R0=00000000 11111111 01110001 11011000
经过16次迭代后，所得结果为：
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函数的结果为：
f1= f2=
f3= f4=
f5= f6=
f7= f8=
f9= f10=
f11= f12=
f13= f14=
f15= f16=
16个子密钥为：
K1= K2=
K3= K4=
K5= K6=
K7= K8=
K9= K10=
K11= K12=
K13= K14=
K15= K16=
S盒中，16次运算时，每次的8 个结果为：
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；
子密钥生成过程中，生成的数值为：
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
解密过程与加密过程相反，所得的数据的顺序恰好相反。在此就不赘述。
参考书目：
《计算机系统安全》 重庆出版社 卢开澄等编着
《计算机密码应用基础》 科学出版社 朱文余等编着
《Visual C++ 6.0 编程实例与技巧》 机械工业出版社 王华等编着
‘贰’ des加密算法(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
程序运行如下：
‘叁’ DES算法，求c++代码。IP置换。 1.随机产生64位二进制数 2.根据IP置换表，将此64位二
DES算法，IP置换的功能是把输入的64位数据块按位重新组合，并把输出分为L0、R0两部分，每部分各长32位，其置换规则见下表：
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,
即将输入的第58位换到第一位，第50位换到第2位，...，依此类推，最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位，R0 是右32位，例
如：设置换前的输入值为D1D2D3......D64，则经过初始置换后的结果为：L0=D58D50...D8；R0=D57D49...D7。
其典型C代码实现如下：
定义IP置换表如上表，char类型数组，长度为64；
然后，在从0到64循环，把源数组的数据按IP置换表的内容填到目的数组，即实现了IP置换；
// 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++语言,将DES/AES加密算法,用代码实现
哎，学校大作业吧。核心是des和aes的算法呗，自己一点点写代码量不很少呢。没时间给你写了。
不过有个很好的偷懒办法：建议lz你去找一下OpenSSL的源码。里面有AES，DES的原生C实现。现成函数。lz你直接从里面抠出来复制到你工程里就行了。。
‘伍’ des解密算法，利用c语言解密JAVA语言加密的密码。。密钥为12345678，加密后的密文为：26d086be3a3a62fc
// C 语言 DES用的是 ECB模式， 没有填充
// 因此Java端要对应， 你的明文是 liubiao 吗？
// 另外 DES已经不安全了， 如果可以改为 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();
}
}
‘陆’ 求一个用c语言写的DES加密算法~~
using system;
using system.security.cryptography;
using system.io;
using system.text;
public class encryptstringdes {
public static void main(string);
return;
}
// 使用utf8函数加密输入参数
utf8encoding utf8encoding = new utf8encoding();
byte.tochararray());
// 方式一：调用默认的des实现方法des_csp.
des des = des.create();
// 方式二：直接使用des_csp()实现des的实体
//des_csp des = new des_csp();
// 初始化des加密的密钥和一个随机的、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方法获取加密过程的输出
cryptomemorystream cms = new cryptomemorystream();
// 将symmetricstreamencryptor流中的加密数据输出到cryptomemorystream中
sse.setsink(cms);
// 加密完毕，将结果输出到控制台
sse.write(inputbytearray);
sse.closestream();
// 获取加密数据
byte);
}
console.writeline();
//上面演示了如何进行加密，下面演示如何进行解密
symmetricstreamdecryptor ssd = des.createdecryptor();
cms = new cryptomemorystream();
ssd.setsink(cms);
ssd.write(encrypteddata);
ssd.closestream();
byte decryptedchararray = utf8encoding.getchars(decrypteddata);
console.writeline("解密后数据：");
console.write(decryptedchararray);
console.writeline();
}
}
编译：
d:\csharp>csc des_demo.cs
microsoft (r) c# compiler version 7.00.8905
right (c) microsoft corp 2000. all rights reserved.
运行实例：
d:\csharp>des_demo.exe 使用c#编写des加密程序的framework
加密结果：
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算法的详细过程
des算法的详细过程：
1-1、变换密钥
取得64位的密钥，每个第8位作为奇偶校验位。
1-2、变换密钥。
1-2-1、舍弃64位密钥中的奇偶校验位，根据下表（PC-1）进行密钥变换得到56位的密钥，在变换中，奇偶校验位以被舍弃。
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、将变换后的密钥分为两个部分，开始的28位称为C[0]，最后的28位称为D[0]。
1-2-3、生成16个子密钥，初始I=1。
1-2-3-1、同时将C[I]、D[I]左移1位或2位，根据I值决定左移的位数。见下表
I： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
左移位数： 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
1-2-3-2、将C[I]D[I]作为一个整体按下表（PC-2）变换，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、从1-2-3-1处循环执行，直到K[16]被计算完成。
2、处理64位的数据
2-1、取得64位的数据，如果数据长度不足64位，应该将其扩展为64位（例如补零）
2-2、将64位数据按下表变换（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、将变换后的数据分为两部分，开始的32位称为L[0]，最后的32位称为R[0]。
2-4、用16个子密钥加密数据，初始I=1。
2-4-1、将32位的R[I-1]按下表（E）扩展为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、异或E[I-1]和K[I]，即E[I-1] XOR K[I]
2-4-3、将异或后的结果分为8个6位长的部分，第1位到第6位称为B[1]，第7位到第12位称为B[2]，依此类推，第43位到第48位称为B[8]。
2-4-4、按S表变换所有的B[J]，初始J=1。所有在S表的值都被当作4位长度处理。
2-4-4-1、将B[J]的第1位和第6位组合为一个2位长度的变量M，M作为在S[J]中的行号。
2-4-4-2、将B[J]的第2位到第5位组合，作为一个4位长度的变量N，N作为在S[J]中的列号。
2-4-4-3、用S[J][M][N]来取代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、从2-4-4-1处循环执行，直到B[8]被替代完成。
2-4-4-5、将B[1]到B[8]组合，按下表（P）变换，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、异或P和L[I-1]结果放在R[I]，即R[I]=P XOR L[I-1]。
2-4-7、L[I]=R[I-1]
2-4-8、从2-4-1处开始循环执行，直到K[16]被变换完成。
2-4-5、组合变换后的R[16]L[16]（注意：R作为开始的32位），按下表（IP-1）变换得到最后的结果。
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算法的描述。
‘捌’ 用c实现des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 */