DES加密解密算法Word格式文档下载.docx
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0x070x800x800x800x800x800x800x80。
再比如最后一块为7字节,那么填充的数据就为:
0x00。
在这些准备工作之后,方可对数据进行加密。
在解密的时候,还要完成将填充的数据去掉,恢复以前输入的明文。
3.DES的工作方式
3.1电子密码本模式(ECB)
这种模式是最早采用和最简单的模式,它将加密的数据分成若干组,每组的大小跟加密密钥长度相同,然后每组都用相同的密钥进行加密。
一个64位的密钥,如果采用该模式加密,就是将要加密的数据分成每组64位的数据,如果最后一组不够64位,那么就补齐为64位,然后每组数据都采用DES算法的64位密钥进行加密。
3.2加密块链模式(CBC)
CBC模式的加密首先也是将明文分成固定长度,(64位)的块,(P0P1...),然后将前面一个加密块输出的密文与下一个要加密的明文块进行XOR(异或)操作计算,将计算结果再用密钥进行加密得到密文。
第一明文块加密的时候,因为前面没有加密的密文,所以需要一个初始化向量(IV)。
跟ECB方式不一样,通过连接关系,使得密文跟明文不再是一一对应的关系,破解起来更困难,而且克服了只要简单调换密文块可能达到目的的攻击。
但是该加密模式的缺点是不能实时解密,也就是说,必须等到每8个字节都接受到之后才能开始加密,否则就不能得到正确的结果。
这在要求实时性比较高的时候就显得不合适了。
3.3加密反馈模式(CFB)
加密反馈模式(CFB)为了克服必须等待8个字节全部得到才能进行解密的缺点,采用了一个64位,(8个字节)的位移寄存器来获得密文。
所以能够实现字符的实时加密和解密,不用再等到8个字节都接受到之后再进行解密。
其他特性和CBC差不多。
4.DES核心代码
4.1加密解密函数
publicbyte[]DesEncrypt(byte[]des_data,intflag){
byte[]format_key=ByteDataFormat(bytekey,flag);
byte[]format_data=ByteDataFormat(des_data,flag);
intdatalen=format_data.length;
intunitcount=datalen/8;
byte[]result_data=newbyte[datalen];
for(inti=0;
i<
unitcount;
i++){
byte[]tmpkey=newbyte[8];
byte[]tmpdata=newbyte[8];
System.arraycopy(format_key,0,tmpkey,0,8);
System.arraycopy(format_data,i*8,tmpdata,0,8);
byte[]tmpresult=UnitDes(tmpkey,tmpdata,flag);
System.arraycopy(tmpresult,0,result_data,i*8,8);
}//当前为解密过程,去掉加密时产生的填充位
byte[]decryptbytearray=null;
if(flag==0){
inttotal_len=datalen;
intdelete_len=result_data[total_len-8-1];
delete_len=((delete_len>
=1)&
&
(delete_len<
=8))?
delete_len:
0;
decryptbytearray=newbyte[total_len-delete_len-8];
booleandel_flag=true;
for(intk=0;
k<
delete_len;
k++){
if(delete_len!
=result_data[total_len-8-(k+1)])
del_flag=false;
}
if(del_flag==true){
System.arraycopy(result_data,0,decryptbytearray,0,total_len-delete_len-8);
return(flag==1)?
result_data:
decryptbytearray;
}
5测试结果
主界面:
加密解密:
6总结
在做课程设计的过程中,我学会不少东西。
大大提高了自己的编程能力和动手能力。
与此同时,在这次的课程设计中我也看到了自己所存在的不足之处,通过这次课程设计,我更加系统的掌握了DES加密解密的过程及其原理,DES加密算法加密效率高,安全性强的相关原理,为以后的学习打下坚实的基础,同时也让我认识到了自己的很多不足,这就在客观上要求自己在以后的学习过程中要更加努力。
参考文献
[1] 张建密码学原理及应用技术清华大学出版社
[2]张仕应用密码学西安电子科技大学出版社
[3]杨波现代密码学 清华大学出版社
完整代码:
package密码学;
importjava.io.BufferedReader;
importjava.io.IOException;
importjava.io.InputStreamReader;
publicclassDES{
byte[]bytekey;
publicDES(StringstrKey){
this.bytekey=strKey.getBytes();
}//声明常量字节数组
privatestaticfinalint[]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};
//64
privatestaticfinalint[]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};
privatestaticfinalint[]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};
//56
privatestaticfinalint[]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};
//48
privatestaticfinalint[]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};
privatestaticfinalint[]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};
//32
privatestaticfinalint[][][]S_Box={//S-盒
{//S_Box[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_Box[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_Box[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_Box[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_Box[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_Box[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_Box[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_Box[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}}
};
privatestaticfinalint[]LeftMove={1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1};
//左移位置列表
privatebyte[]UnitDes(byte[]des_key,byte[]des_data,intflag){
//检测输入参数格式是否正确,错误直接返回空值(null)
if((des_key.length!
=8)||(des_data.length!
=8)||((flag!
(flag!
=0))){
thrownewRuntimeException("
DataFormatError!
"
);
intflags=flag;
//二进制加密密钥
int[]keydata=newint[64];
//二进制加密数据
int[]encryptdata=newint[64];
//加密操作完成后的字节数组
byte[]EncryptCode=newbyte[8];
//密钥初试化成二维数组
int[][]KeyArray=newint[16][48];
//将密钥字节数组转换成二进制字节数组
keydata=ReadDataToBirnaryIntArray(des_key);
//将加密数据字节数组转换成二进制字节数组
encryptdata=ReadDataToBirnaryIntArray(des_data);
//初试化密钥为二维密钥数组
KeyInitialize(keydata,KeyArray);
//执行加密解密操作
EncryptCode=Encrypt(encryptdata,flags,KeyArray);
returnEncryptCode;
}//初试化密钥数组
privatevoidKeyInitialize(int[]key,int[][]keyarray){
inti;
intj;
int[]K0=newint[56];
//特别注意:
xxx[IP[i]-1]等类似变换
for(i=0;
56;
K0[i]=key[PC_1[i]-1];
//密钥进行PC-1变换
16;
LeftBitMove(K0,LeftMove[i]);
//特别注意:
for(j=0;
j<
48;
j++){
keyarray[i][j]=K0[PC_2[j]-1];
//生成子密钥keyarray[i][j]
}//执行加密解密操作
privatebyte[]Encrypt(int[]timeData,intflag,int[][]keyarray){
byte[]encrypt=newbyte[8];
int[]M=newint[64];
int[]MIP_1=newint[64];
64;
M[i]=timeData[IP[i]-1];
//明文IP变换
if(flags==1){//加密
LoopF(M,i,flags,keyarray);
}elseif(flags==0){//解密
for(i=15;
i>
-1;
i--){
MIP_1[i]=M[IP_1[i]-1];
//进行IP-1运算
GetEncryptResultOfByteArray(MIP_1,encrypt);
//返回加密数据
returnencrypt;
privateint[]ReadDataToBirnaryIntArray(byte[]intdata){
//将数据转换为二进制数,存储到数组
int[]IntDa=newint[8];
8;
IntDa[i]=intdata[i];
if(IntDa[i]<
0){
IntDa[i]+=256;
IntDa[i]%=256;
int[]IntVa=newint[64];
IntVa[((i*8)+7)-j]=IntDa[i]%2;
IntDa[i]=IntDa[i]/2;
returnIntVa;
privatevoidLeftBitMove(int[]k,intoffset){
//循环移位操作函数
int[]c0=newint[28];
int[]d0=newint[28];
int[]