DES加密算法的实现Word文档格式.docx
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若Mode为解密，则用Key对密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式（64位）作为DES的输出结果。
2，DES算法详述
DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块，他所使用的密钥也是64位，DES对64位的明文分组进行操作。
通过一个初始置换，将明文分组分成左半部分和右半部分，各32位长。
然后进行16轮相同的运算，这些相同的运算被称为函数f，在运算过程中数据和密钥相结合。
经过16轮运算后左、右部分在一起经过一个置换（初始置换的逆置换），这样算法就完成了。
（1）初始置换
其功能是把输入的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，
即将输入的第58位换到第1位，第50位换到第2位，…，依次类推，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。
。
（2）逆置换
经过16次迭代运算后，得到L16，R16，将此作为输入进行逆置换，即得到密文输出。
逆置换正好是初始置换的逆运算。
例如，第1位经过初始置换后，处于第40位，而通过逆置换，又将第40位换回到第1位。
（3）函数f（Ri,Ki）的计算
“扩展置换”是将32位放大成48位，“P盒置换”是32位到32位换位，
在（Ri,Ki）算法描述图中，选择函数功能是把6b数据变为4b数据。
（4）子密钥Ki（48b）的生成算法
开始，由于不考虑每个字节的第8位，DES的密钥从64位变为48位，如表6所示，首先56位密钥被分成两个部分，每部分28位，然后根据轮数，两部分分别循环左移l或2位。
DES算法规定，其中第8，16，…，64位是奇偶校验位，不参与DES运算。
故Key实际可用位数只有56位。
即：
经过密钥置换表的变换后，Key的位数由64位变成了56位，此56位分为C0，D0两部分，各28位，然后分别进行第一次循环左移，得到C1，D1，将C1（28位），D1（28位）合并得到56位，再经过压缩置换，从而便得到了密钥K0（48位）。
依次类推，便可得到K1，K2，…，K15。
需要注意的是，16次循环左移对应的左移位数要依据表7所示的规则进行。
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，区别仅在于第一次迭代时用子密钥K15，第二次是K14，…，最后一次用K0，算法本身并没有任何变化。
四，实验步骤：
a）选择并熟悉一种密码算法。
b）编写概要设计，详细设计报告
c）使用visualc++工具，编码.
d）调试及测试
五，主要程序
#include<
stdio.h>
stdlib.h>
string.h>
voidshow1（）//主界面
{
printf（"
\n\n\n\t\t***************DES加密解密系统******************\n\n"
）;
\t\t--------------------------------------------------\n"
//printf（"
\t\t**************************************************\n"
\t\t**\t\t\t\t\t\t**\n"
\t\t**\t\t\t1.加密\t\t\t**\n"
\t\t**\t\t\t2.解密\t\t\t**\n"
\t\t**\t\t\t3.退出\t\t\t**\n"
}
voidshow2（）//加密界面
\n\n\n\t\t******************DES加密**********************\n\n"
\t\t**\t请选择明文和密钥的输入方式:
\t\t**\n"
\t\t**\t\t1.直接输入\t\t\t**\n"
\t\t**\t\t2.从文件读取\t\t\t**\n"
\t\t**\t\t3.退出\t\t\t\t**\n"
\t\t\t选择:
"
voidreader（charstr[30],chars[8]）//读取明文和密钥
FILE*fp;
fp=fopen（str,"
r"
if（fp==NULL）
{
printf（"
明文读取失败!
\n"
}
else
fscanf（fp,"
%s"
s）;
fclose（fp）;
voidTo2Bin（charp[8],intb[64]）//将字节转换成二进制流
inti,k=0;
for（i=0;
i<
8;
i++）
intj=0x80;
for（;
j;
j>
>
=1）
{
if（j&
p[i]）
{
b[k++]=1;
}
else
b[k++]=0;
}
}
intIP_Table[64]=//初始置换（IP）
{
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,
56,48,40,32,24,16,8,0,
58,50,42,34,26,18,10,2,
60,52,44,36,28,20,12,4,
62,54,46,38,30,22,14,6
};
intE_Table[]={//扩展变换E
31,0,1,2,3,4,
3,4,5,6,7,8,
7,8,9,10,11,12,
11,12,13,14,15,16,
15,16,17,18,19,20,
19,20,21,22,23,24,
23,24,25,26,27,28,
27,28,29,30,31,0
intS_Box[8][4][16]={//8个s盒
{
{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}
},
{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}
{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}
{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}
{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}
{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}
{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}
{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}
}
};
intIP_1_Table[64]=//逆初始置换IP^-1
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,
32,0,40,8,48,16,56,24
intP_Table[32]=//置换运算P
15,6,19,20,
28,11,27,16,
0,14,22,25,
4,17,30,9,
1,7,23,13,
31,26,2,8,
18,12,29,5,
21,10,3,24
intPC_1[56]=
56,48,40,32,24,16,8,//密钥置换PC_1
0,57,49,41,33,25,17,
9,1,58,50,42,34,26,
18,10,2,59,51,43,35,
62,54,46,38,30,22,14,
6,61,53,45,37,29,21,
13,5,60,52,44,36,28,
20,12,4,27,19,11,3
intPC_2[48]=//密钥置换PC_2
13,16,10,23,0,4,
2,27,14,5,20,9,
22,18,11,3,25,7,
15,6,26,19,12,1,
40,51,30,36,46,54,
29,39,50,44,32,47,
43,48,38,55,33,52,
45,41,49,35,28,31
voidReplacement（intarry1[],intarry2[],intarry3[],intnum）//置换函数（初始IP，逆初始IP，
inti,tmp;
num;
i++）
tmp=arry2[i];
arry3[i]=arry1[tmp];
intmove_times[16]={1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1};
//对左移位的规定
voidlif_move（intarry1[],intarry2[],intn）//左移位实现函数
inti;
28;
arry2[i]=arry1[（n+i）%28];
intK[16][48];
//存放16轮子密钥
intc[64];
//存放明文或密文
intL[17][32],R[17][32];
//存放加密过程中左右部分
voidSubKey（intK0[64]）//子密钥产生函数
intK1[56],K2[56];
intC[17][28],D[17][28];
Replacement（K0,PC_1,K1,56）;
//密钥置换PC_1
i++）//将PC_1输出的56比特分为左右两部分
C[0][i]=K1[i];
D[0][i]=K1[i+28];
i=0;
while（i<
16）
intj;
lif_move（C[i],C[i+1],move_times[i]）;
lif_move（D[i],D[i+1],move_times[i]）;
for（j=0;
j<
j++）
K2[j]=C[i+1][j];
K2[j+28]=D[i+1][j];
Replacement（K2,PC_2,K[i],48）;
//密钥置换PC_2
i++;
/*printf（"
\n子密钥生成过程中，左边生成的值:
17;
\nC[%d]:
i）;
if（j%7==0）
printf（"
"
printf（"
%d"
C[i][j]）;
\n子密钥生成过程中，右边生成的值:
\nD[%d]:
D[i][j]）;
}*/
voidS_compress（intarry[],intshc[]）//S盒压缩变换，其中数组shc存放经过s盒的结果
inth,l;
//行，列
intsha[8];
//存放经过s盒的十进制结果
inti,j;
inttemp[4];
i++）//s盒压缩变换
h=arry[（1+（i*6））-1]*2+arry[（6+（i*6））-1];
l=arry[（2+（i*6））-1]*8+arry[（3+（i*6））-1]*4+arry[（4+（i*6））-1]*2+arry[（5+（i*6））-1];
sha[i]=S_Box[i][h][l];
for（j=3;
=0;
j--）
temp[j]=sha[i]%2;
sha[i]=sha[i]/2;
for（j=0;
4;
shc[4*i+j]=temp[j];
\n第%d次s盒的输出:
m++）;
32;
if（i%8==0）
shc[i]）;
voidTo10（inta[],intb[],intn）//二进制转十进制
inttemp;
intarry[16][4];
n/4;
arry[i][j]=a[4*i+j];
for（i=0;
temp=arry[i][0]*8+arry[i][1]*4+arry[i][2]*2+arry[i][3]*1;
/*for（j=3;
if（arry[i][j]==1）
t=1;
for（k=0;
k<
3-j;
k++）
{
t=t*2;
}
temp+=t;
}*/
b[i]=temp;
voidTo102（inta[],intb[],intn）//二进制转十进制
intarry[8][8];
intt=1,k;
n/8;
arry[i][j]=a[8*i+j];
temp=0;
for（j=7;
7-j;
voidF_Function（inta[32],intb[32],intn）//F函数
inttmp[48];
inttep[32];
Replacement（a,E_Table,tmp,48）;
//扩展变换E
\n第%d轮E盒扩展结果:
n）;
48;
print
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