DES加密解密算法C++实现实验报告des算法实验.docx

1、DES加密解密算法C+实现实验报告des算法实验DES_加密解密算法C+实现-实验报告des算法实验 . . . . . 1? 实验一? 1、实验题目? 利用C/C+编程实现DES加密算法或MD5加密算法。我选择的是用C+语言实现 DES的加密算法? 2、实验目的? 通过编码实现DES算法或MD5算法，深入掌握算法的加密原理，理解其实际应用? 价值，同时要求用C/C+语言实现该算法，让我们从底层开始熟悉该算法的实现过程? 3、实验环境? 操作系统：WIN7旗舰版? 开发工具：Visual?Studio?2010旗舰版?开发语言：C+? 4、实验原理? DES加密流程 2? ?如上图所示为DES

2、的加密流程，其中主要包含初始置换，压缩换位1，压缩换位2，扩 展置换，S盒置换，异或运算、终结置换等过程。?初始置换是按照初始置换表将64位明文重新排列次序?扩展置换是将原32为数据扩展为48位数据，它主要由三个目的：1、产生与子密钥相同的长度2、提供更长的结果，使其在加密过程中可以被压缩 3、产生雪崩效应，使得输入的一位将影响两个替换? S盒置换是DES算法中最核心的容，在DES中，只有S盒置换是非线性的，它比DES中其他任何一步都提供更好的安全性? 终结置换与初始置换相对应，它们都不影响DES的安全性，主要目的是为了更容易将明文与密文数据一字节大小放入DES的f算法中? DES解密流程与加

3、密流程基本相同，只不过在进行16轮迭代元算时，将子密钥生成的K的次序倒过来进行迭代运算? 5、实验过程记录? 在对DES算法有了清晰的认识后，编码过程中我将其分为几个关键部分分别进行编码，最后将整个过程按顺序执行，即可完成DES的加密，代码的主要几个函数如下：? /Byte转为Bit? ByteToBit(ElemType?ch,ElemType?bit)/Bit转为Byte? BitToByte(ElemType?bit,ElemType?ch)/初始置换? InitialEX(ElemType?Inorder,ElemType?Disorder)?/终结置换? AntiEx(ElemTyp

4、e?Disorder)?/扩展置换? ExpandEX(ElemType?RightMsg,ElemType?ExpandMsg)?/16轮迭代加密? MoveLeft(ElemType?C,ElemType?D,ElemType?L0,ElemType?R0) 3? /16轮迭代解密? mMoveLeft(ElemType?C,ElemType?D,ElemType?L0,ElemType?R0)? /生成48位子密钥? GetCD48(ElemType?C,ElemType?D,ElemType?Secret)?/48位明文与子密钥进行异或运算? XOR(ElemType?ExpandMs

5、g,ElemType?Secret,ElemType?Result)?/S盒四位输出? getSOut(ElemType?Result,ElemType?Sout)?/直接置换? DirExchange(ElemType?Sout,ElemType?DirOut)?/Li与Ri进行抑或运算? XORLR(ElemType?DirOut,ElemType?Left,ElemType?Result) 函数执行次序和调用关系关系如下：? 6.源代码 /?DES.cpp?:?定义控制台应用程序的入口点。?/ #include?“stdafx.h?#include?function.h?#include

6、?iostream?#includebitset?#includestring?using?namespace?std; /置换矩阵? int?IP_EX=?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,?

7、23,?15,7? ;? ?int?IP_ANTEX=?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,?41,?10,?50,?18,?58,?26,33,1,?41,9,?49,?17,?57,?25? ; /扩展矩阵 ?int?EXTEND=? ?32,1,2,3,4,5,4,5,6

8、,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,?31,1,?2? ; /S盒?int?S=?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

9、,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,

10、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,?1

11、4,9,14,?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,

12、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,

13、0,6,?10,?13,?15,3,5,8,2,1,?14,7,4,?10,8,?13,?15,?12,9,0,3,5,6,?11? ? ; ?int?DIREX=?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? ; /左移移位表? int?_T=?1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1? ; /压缩换位表2 ?int?CutEX=?14,?17,?11,?24,1,5, ?3,?28,?15,6,?21,?

14、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? ; typedef?char?ElemType; ElemType?subsec; /Byte转bit? int?ByteToBit(ElemType?ch,ElemType?bit)? ?for(int?index?=?7;index?inde_)bitindex?=?(chindex)?/cout(int)bitindex;?

15、 ?return?0;? /bit转Byte? int?BitToByte(ElemType?bit,ElemType?ch)?ElemType?tempch=0;ElemType?tempbit;for(int?i=0;ii+)tempbiti=biti;? ? ?tempbit=0;? ?for(int?index?=?7;index?inde_) ? tempch=tempch|(tempbitindex(index);ch=tempch;? ?/cout(char)tempchendl; return?0; ? /按64位分一组? void?Get64Bit(ElemType?ch,E

16、lemType?bit)?ElemType?temp;int?count=0;for(int?i=0;ii+)ByteToBit(chi,temp);for(int?j=0;jj+)?bitcount*8+j=temp7-j;? ? count+;? ? /初始置换? void?InitialEX(ElemType?Inorder,ElemType?Disorder)?for(int?i=0;ii+)Disorderi=InorderIP_EXi-1;? /逆置换? void?AntiEx(ElemType?Disorder)?ElemType?temp;for(int?i=0;ii+) te

17、mpi=Disorderi;? ? ?for(int?i=0;ii+)Disorderi=tempIP_ANTEXi-1;? ? /扩展置换? void?ExpandEX(ElemType?RightMsg,ElemType?ExpandMsg)? ?for(int?i=0;ii+)ExpandMsgi=RightMsgEXTENDi-1;? ? ? /16轮加密迭代? void?MoveLeft(ElemType?C,ElemType?D,ElemType?L0,ElemType?R0)?ElemType?Secret;/子密钥ElemType?Result;/每轮异或结果ElemType?

18、Sout; /每轮S盒输出ElemType?DirOut;/直接置换输出? ?ElemType?RResult;ElemType?LResult;ElemType?ExpandMsg;ElemType?temp;for(int?i=0;ii+)LResulti=L0i; RResulti=R0i;? ? ?for(int?i=0;ii+)if(_Ti=1)?for(int?j=0;jj+)?Ci=Ci+1;? ? C=0;? else?for(int?j=0;jj+)? Ci=Ci+2;? C=0;?C=0;? ? ExpandEX(RResult,ExpandMsg);GetCD48(C,D

19、,Secret); for(int?j=0;jj+)? ? subsec15-ij=Secretj;/获取界面的子密钥? ? XOR(ExpandMsg,Secret,Result);/S盒置换? getSOut(Result,Sout);/直接置换? DirExchange(Sout,DirOut);/与L进行异或? XORLR(DirOut,LResult,temp);for(int?i=0;ii+)?LResulti=RResulti;? ? for(int?i=0;ii+)? RResulti=tempi;? for(int?i=0;ii+)?L0i=LResulti;?R0i=RRe

20、sulti;? ? ? ?/*coutzuoendl;for(int?i=0;ii+)cout(int)LResulti;if(i+1)%8=0)?coutendl;? ? ? cout右边endl;for(int?i=0;ii+)cout(int)RResulti;if(i+1)%8=0) ? coutendl;? */? LResultj=RResultj;? ? for(int?j=0;jj+)?RResultj=tempj; ? ? ?for(int?i=0;ii+)L0i=LResulti; R0i=RResulti;? ? ?/*cout左边endl;for(int?i=0;ii+

21、)cout(int)LResulti;if(i+1)%8=0)?coutendl;? ? ? cout右边endl;for(int?i=0;ii+)cout(int)RResulti;if(i+1)%8=0) ?coutendl;*/? /生成48位子密钥? void?GetCD48(ElemType?C,ElemType?D,ElemType?Secret)?ElemType?temp;for(int?i=0;ii+)? tempi=Ci;? for(int?i=28;ii+)? ? tempi=Ci;? ?for(int?i=0;ii+)Secreti=tempCutEXi;? ? /48

22、位明文与子密钥进行异或? /*ExpandMsg?48位明文，Secret?48位密钥，Result?异或结果*/?void?XOR(ElemType?ExpandMsg,ElemType?Secret,ElemType?Result)?for(int?i=0;ii+)Resulti=ExpandMsgiSecreti;? ? /S盒四位输出? void?getSOut(ElemType?Result,ElemType?Sout)?int?row;int?col;? ?ElemType?temp;for(int?i=0;ii+)for(int?j=0;jj+)?tempj=Resulti*6+

23、j;? row=temp*2+temp;? col=temp*8+temp*4+temp*2+temp*1;int?k=Sirowcol%2;Souti*4+3=k;Souti*4+2=k%2;Souti*4+1=(k%2)%2;Souti*4=(k%2)%2)%2;? ? /直接置换? void?DirExchange(ElemType?Sout,ElemType?DirOut)? ?for(int?i=0;ii+)DirOuti=SoutDIREXi-1;? ? ? /左右异或得到Ri? void?XORLR(ElemType?DirOut,ElemType?Left,ElemType?R

24、esult)?for(int?i=0;ii+)Resulti=DirOutiLefti;? ? ? void?_tmain(int?argc,?_TCHAR*?argv)?ElemType?bit;ElemType?ch;ElemType?Disorder;ElemType?right;ElemType?left;ElemType?expand;ElemType?SECRET=1,1,0,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,1,0,0,0,0,1,0,1,1,0,0,0,1,1,1,0,1,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,1,0,0,1,1,1,0,

25、1? ?;? ?/获取C0与D0ElemType?C;ElemType?D;for(int?i=0;ii+)Ci=SECRETi; Di=SECRETi+28;? ? ?cout请输入原文:endl; string?str; ?cinstr;? ?DivideString(str,1,ch);Get64Bit(ch,bit);? ?cout原64位明文endl;for(int?i=0;ii+)cout(int)biti;if(i+1)%8=0)?coutendl;? ? ? ?coutendl;? ?cout置换后的乱序64位明文endl;InitialEX(bit,Disorder);for

26、(int?i=0;ii+)cout(int)Disorderi;if(i+1)%8=0) coutendl;? ?coutendl;? ?cout获取右半边明文endl;for(int?i=32;ii+)righti-32=Disorderi;cout(int)righti-32;if(i+1)%8=0)?coutendl;? ? ? ?coutendl;? ?cout获取左半边明文endl;for(int?i=0;ii+)lefti=Disorderi;cout(int)lefti;if(i+1)%8=0)?coutendl;? ? ? ?coutendl;? ?ExpandEX(right

27、,expand);? ?cout输出第一次扩展明文endl;for(int?i=0;ii+)cout(int)expandi;if(i+1)%8=0)?coutendl;? ? ? ?coutendl;? ?cout输出cendl;for(int?i=0;ii+)cout(int)Ci;if(i+1)%7=0)?coutendl; ? ? ?coutendl;? ?cout输出dendl;for(int?i=0;ii+)cout(int)Di;if(i+1)%7=0)?coutendl;? ? ?coutendl;? ?MoveLeft(C,D,left,right);ElemType?Sec

28、retOut;for(int?i=0;ii+)SecretOuti=righti; SecretOuti+32=lefti;? ? ?AntiEx(SecretOut);? ?cout密文二进制输出endl;for(int?i=0;ii+) ? cout(int)SecretOuti;if(i+1)%8=0)?coutendl; ? ? ?coutendl;? ?ElemType?chout;? ?cout密文输出endl;Bit64ToByte8(SecretOut,chout);for(int?i=0;ii+)cout(char)chouti;? ? ?coutendl;? int?sol

29、ve;? ?coutendl输入1开始解密endl;cinsolve;if(solve=1)cout开始解密endl;ElemType?mDisorder;ElemType?mleft;ElemType?mright;? ElemType?mexpand;? InitialEX(SecretOut,mDisorder);? cout获取右半边密文endl;for(int?i=32;ii+)?mrighti-32=mDisorderi;?cout(int)mrighti-32;?if(i+1)%8=0)?coutendl;? ? ? coutendl;? cout获取左半边密文endl;for(int?i=0;ii+)?mlefti=mDisorderi;?cout(int)mlefti; if(i+1)%8=0)? ? ?coutendl;? coutendl;? ExpandEX(mright,mexpand);? cout输出第一次扩展明文en