Cony分组密码算法实验报告.docx
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Cony分组密码算法实验报告
北京信息科技大学
信息管理学院
（课程上机）实验报告
实验课程名称:
密码学专业:
信息安全班级:
信安14学号：
姓名:
Cony成绩:
实验名称
分组密码算法实验
实验地点
1-3-702
实验时间
2014.5.16
1.实验目的：
通过使用各种分组密码算法对字符进行加密和解密来深刻了解各种分组密码算法的设计原理。
2.实验内容：
完成信息安全综合实验系统中的分组密码算法实验。
分析老师提供的DES算法程序的各个函数模块。
使用老师提供的DES源程序对一段字符进行加密和解密。
3.实验要求：
按步骤熟练完成信息安全综合实验系统中的分组密码算法实验。
熟悉老师提供的DES算法源程序的各个模块功能。
熟悉运用老师提供的DES算法源程序对一段字符进行加解密。
4.实验准备：
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/*
Providedby王俊川,NortheasternUniversity（）
Email:
blackdrn@
Thisproductisfreeforuse.
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include"memory.h"
#include"WjcDes.h"
#include"string.h"
#include"stdio.h"
//几个置换表的定义
//initialpermutationIP
conststaticcharIP_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
};
//finalpermutationIP^-1
conststaticcharIPR_Table[64]={
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
staticconstcharE_Table[48]={
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
};
//32-bitpermutationfunctionPusedontheoutputoftheS-boxes
conststaticcharP_Table[32]={
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
};
//permutedchoicetable（key）
conststaticcharPC1_Table[56]={
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
};
//permutedchoicekey（table）
conststaticcharPC2_Table[48]={
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
};
//numberleftrotationsofpc1
conststaticcharLOOP_Table[16]={
1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
};
//The（in）famousS-boxes
conststaticcharS_Box[8][4][16]={
//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
};
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
typedefbool（*PSubKey）[16][48];
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
staticvoidDES（charOut[8],charIn[8],constPSubKeypSubKey,boolType）;
staticvoidSetKey（constchar*Key,intlen）;
staticvoidSetSubKey（PSubKeypSubKey,constcharKey[8]）;
staticvoidF_func（boolIn[32],constboolKi[48]）;
staticvoidS_func（boolOut[32],constboolIn[48]）;
staticvoidTransform（bool*Out,bool*In,constchar*Table,intlen）;
staticvoidXor（bool*InA,constbool*InB,intlen）;
staticvoidRotateL（bool*In,intlen,intloop）;
staticvoidByteToBit（bool*Out,constchar*In,intbits）;
staticvoidBitToByte（char*Out,constbool*In,intbits）;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
staticboolSubKey[2][16][48];
staticboolIsDES;
staticcharTmp[256],deskey[16];
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CodestartsfromLine130
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
intmain（）
{
charkey[]={0,2,0,0,9,3,5,1},buf[255];//秘钥
charstr[]="WelcometoMy3-DESTest!
--WangJunchuan\n"
"NortheasternUniversity（）\n"
"Email:
blackdrn@";//明文
memset（buf,0,sizeof（buf））;
strcpy（buf,str）;
puts（"\nBeforeencrypting"）;
puts（buf）;
Des_Go（buf,buf,sizeof（str）,key,sizeof（key）,ENCRYPT）;//3重DES加密
puts（"\nAfterencrypting"）;
puts（buf）;
Des_Go（buf,buf,sizeof（str）,key,sizeof（key）,DECRYPT）;//3重DES解密
puts（"\nAfterdecrypting"）;
puts（buf）;
getchar（）;
return0;
}
boolDes_Go（char*Out,char*In,longdatalen,constchar*Key,intkeylen,boolType）
{
if（!
（Out&&In&&Key&&（datalen=（datalen+7）&0xfffffff8）））
returnfalse;
SetKey（Key,keylen）;
if（IsDES）{//1次DES
for（longi=0,j=datalen>>3;iDES（Out,In,&SubKey[0],Type）;
}else{//3次DES加密:
加（key0）-解（key1）-加（key0）解密:
:
解（key0）-加（key1）-解（key0）
for（longi=0,j=datalen>>3;iDES（Out,In,&SubKey[0],Type）;
DES（Out,Out,&SubKey[1],!
Type）;
DES（Out,Out,&SubKey[0],Type）;
}
}
returntrue;
}
voidSetKey（constchar*Key,intlen）
{
memset（deskey,0,16）;
memcpy（deskey,Key,len>16?
16:
len）;
SetSubKey（&SubKey[0],&deskey[0]）;
//Is3DES=len>8?
（SetSubKey（&SubKey[1],&deskey[8]）,true）:
false;
}
voidDES（charOut[8],charIn[8],constPSubKeypSubKey,boolType）//DES加密
{
staticboolM[64],tmp[32],*Li=&M[0],*Ri=&M[32];
ByteToBit（M,In,64）;
Transform（M,M,IP_Table,64）;
if（Type==ENCRYPT）{
for（inti=0;i<16;++i）{
memcpy（tmp,Ri,32）;
F_func（Ri,（*pSubKey）[i]）;
Xor（Ri,Li,32）;
memcpy（Li,tmp,32）;
}
}else{
for（inti=15;i>=0;--i）{
memcpy（tmp,Li,32）;
F_func（Li,（*pSubKey）[i]）;
Xor（Li,Ri,32）;
memcpy（Ri,tmp,32）;
}
}
Transform（M,M,IPR_Table,64）;
BitToByte（Out,M,64）;
}
voidSetSubKey（PSubKeypSubKey,constcharKey[8]）
{
staticboolK[64],*KL=&K[0],*KR=&K[28];
ByteToBit（K,Key,64）;
Transform（K,K,PC1_Table,56）;
for（inti=0;i<16;++i）{
RotateL（KL,28,LOOP_Table[i]）;
RotateL（KR,28,LOOP_Table[i]）;
Transform（（*pSubKey）[i],K,PC2_Table,48）;
}
}
voidF_func（boolIn[32],constboolKi[48]）//轮结构
{
staticboolMR[48];
Transform（MR,In,E_Table,48）;
Xor（MR,Ki,48）;
S_func（In,MR）;
Transform（In,In,P_Table,32）;
}
voidS_func（boolOut[32],constboolIn[48]）//s盒
{
for（chari=0,j,k;i<8;++i,In+=6,Out+=4）{
j=（In[0]<<1）+In[5];
k=（In[1]<<3）+（In[2]<<2）+（In[3]<<1）+In[4];
ByteToBit（Out,&S_Box[i][j][k],4）;
}
}
voidTransform（bool*Out,bool*In,constchar*Table,intlen）//置换
{
for（inti=0;iTmp[i]=In[Table[i]-1];
memcpy（Out,Tmp,len）;
}
voidXor（bool*InA,constbool*InB,intlen）//亦或运算
{
for（inti=0;iInA[i]^=InB[i];
}
voidRotateL（bool*In,intlen,intloop）//循环左移位
{
memcpy（Tmp,In,loop）;
memcpy（In,In+loop,len-loop）;
memcpy（In+len-loop,Tmp,loop）;
}
voidByteToBit（bool*Out,constchar*In,intbits）//将字节转换为比特
{
for（inti=0;iOut[i]=（In[i>>3]>>（i&7））&1;
}
voidBitToByte（char*Out,constbool*In,intbits）//将位转换为直接
{
memset（Out,0,bits>>3）;
for（inti=0;iOut[i>>3]|=In[i]<<（i&7）;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CodeendsatLine231
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5.实验过程：
6.实验总结：
说明：
1.实验名称、实验目的、实验内容、实验要求由教师确定，实验前由教师事先填好，然后作为实验报告模版供学生使用；
2.实验准备由学生在实验或上机之前填写，教师应该在实验前检查；
3.实验过程由学生记录实验的过程，包括操作过程、遇到哪些问题以及如何解决等；
4.实验总结由学生在实验后填写，总结本次实验的收获、未解决的问题以及体会和建议等；
5.源程序、代码、具体语句等，若表格空间不足时可作为附录另外附页。
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