DES加密实验报告.docx
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DES加密实验报告
《网络安全技术》实验
姓名
系别
实验地点
学号
年级班
实验时间
成绩评定
教师签字
实验项目
DES加密解密程序设计与实现
实验目的:
1、理解DES加密与解密的程序设计算法思想
2、编写DES加密与解密程序，实现对明文的加密与解密，加深对数据加密与解密的理解，掌握DES加密算法思想，提高网络安全的编程能力。
所用软件：
TC、VC等其它编程工具实现
实验内容：
掌握DES算法，编写DES算法。
1）初始置换
初始置换在第一轮运算之前执行，对输入分组实施如下表所示的变换。
此表应从左向右、从上向下读。
例如，初始置换把明文的第58位换到第1位的位置，把第50位换到第2位的位置，把第42位换到第3位的位置，等等。
58
50
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34
26
18
10
2
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52
44
36
28
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31
23
15
7
在将这64位数据分为左右两部分，每部分分别为32位，将左32位留下，将右32位按照下表进行排列
32
1
2
3
4
5
4
5
6
7
8
9
8
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28
29
30
31
32
1
2）密钥置换
一开始，由于不考虑每个字节的第8位，DES的密钥由64位减至56位，如下表所示。
每个字节第8位可作为奇偶校验位以确保密钥不发生错误。
57
49
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33
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1
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4
接着，56位密钥被分成两部分，每部分28位。
然后，根据轮数，这两部分分别循环左移l位或2位。
下表给出了每轮移动的位数。
轮
1
2
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6
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9
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16
位数
1
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2
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2
2
2
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2
2
2
2
2
2
1
在DES的每一轮中，从56位密钥选出以下表中的48位子密钥（SubKey），这些子密钥Ki由下面的方式确定。
14
17
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1
5
3
28
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6
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56
34
53
46
42
50
36
29
32
3）S盒置换
当产生了48位密钥后就可以和右边32位明文进行异或运算了，得到48位的密文。
再经过下论的S盒跌带，其功能是把6bit数据变为4bit数据，每个S盒是一个4行、16列的表。
盒中的每一项都是一个4位的数。
S盒的6个位输入确定了其对应的输出在哪一行哪一列。
下面列出所有的8个S盒。
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2
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10
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9
0
3
5
6
11
8
假定将S盒的6位的输入标记为b1、b2、b3、b4、b5、b6。
则b1和b6组合构成了一个2位的数，从0到3，它对应着表中的一行。
从b2到b5构成了一个4位的数，从0到15，对应着表中的一列。
例如，假设第6个S盒的输入（即异或函数的第31位到36位）为110011。
第1位和最后一位组合形成了11，它对应着第6个S盒的第三行。
中间的4位组合在一起形成了1001，它对应着同一个S盒的第9列。
S盒6的第三行第9列处的数是14（记住，行、列的记数均从0开始而不是从1开始），则值1110就代替了110011。
4）P盒置换
S盒代替运算后的32位输出依照P盒进行置换。
该置换把每输入位映射到输出位，任意一位不能被映射两次，也不能被略去，这个置换叫做直接置换。
下表给出了每位移到的位置。
16
7
20
21
29
12
28
17
1
15
23
26
5
18
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6
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4
25
5）再次异或运算
最后，将P盒置换的结果与最初的64位分组的左半部分异或，然后左、右半部分交换，接着开始另一轮。
6）当进行到16论后，最终进行一次末置换，形成密文
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8
48
16
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7
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26
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1
41
9
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17
57
25
实验步骤:
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Windows.Forms;
usingSystem.Text;
namespacedes
{
classDes
{
staticreadonlybyte[]BitIP=
{
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
};
staticreadonlybyte[]BitCP=
{
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
};
staticreadonlyint[]BitExp=
{
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
};
staticreadonlybyte[]BitPM=
{
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
};
staticreadonlybyte[,]sBox=
{
{
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
}
};
staticreadonlybyte[]BitPMC1=
{
56,48,40,32,24,16,8,
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
};
staticreadonlybyte[]BitPMC2=
{
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
};
enumTDesMode{dmEncry,dmDecry};
byte[][]SubKey;
publicDes（）
{
SubKey=newbyte[16][];
for（inti=0;i{
SubKey[i]=newbyte[6];
}
}
voidinitPermutation（byte[]inData）
{
byte[]newData=newbyte[8];
for（inti=0;i<64;i++）
{
if（（inData[BitIP[i]>>3]&（1<<（7-（BitIP[i]&0x07））））!
=0）
{
newData[i>>3]|=（byte）（1<<（7-（i&0x07）））;
}
}
Array.Copy（newData,inData,8）;
}
voidconversePermutation（byte[]inData）
{
byte[]newData=newbyte[8];
for（inti=0;i<64;i++）
{
if（（inData[BitCP[i]>>3]&（1<<（7-（BitCP[i]&0x07））））!
=0）
{
newData[i>>3]|=（byte）（1<<（7-（i&0x07）））;
}
}
Array.Copy（newData,inData,8）;
}
voidexpand（byte[]inData,byte[]outData）
{
Array.Clear（outData,0,6）;
for（inti=0;i<48;i++）
{
if（（inData[BitExp[i]>>3]&（1<<（7-（BitExp[i]&0x07））））!
=0）
{
outData[i>>3]|=（byte）（1<<（7-（i&0x07）））;
}
}
}
voidpermutation（byte[]inData）
{
byte[]newData=newbyte[4];
for（inti=0;i<32;i++）
{
if（（inData[BitPM[i]>>3]&（1<<（7-（BitPM[i]&0x07））））!
=0）
{
newData[i>>3]|=（byte）（1<<（7-（i&0x07）））;
}
}
Array.Copy（newData,inData,4）;
}
bytesi（bytes,byteinByte）
{
intc=（inByte&0x20）|（（inByte&0x1e）>>1）|（（inByte&0x01）<<4）;
return（byte）（sBox[s,c]&0x0f）;
}
voidpermutationChoose1（byte[]inData,byte[]outData）
{
Array.Clear（outData,0,7）;
for（inti=0;i<56;i++）
{
if（（inData[BitPMC1[i]>>3]&（1<<（7-（BitPMC1[i]&0x07））））!
=0）
{
outData[i>>3]|=（byte）（1<<（7-（i&0x07）））;
}
}
}
voidpermutationChoose2（byte[]inData,byte[]outData）
{
Array.Clear（outData,0,6）;
for（inti=0;i<48;i++）
{
if（（inData[BitPMC2[i]>>3]&（1<<（7-（BitPMC2[i]&0x07））））!
=0）
{
outData[i>>3]|=（byte）（1<<（7-（i&0x07）））;
}
}
}
voidcycleMove（
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