des加密算法C++实现.docx

1、des加密算法C+实现DES加密算法的C+实现实验一1、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： 如上图所示为DES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

2、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算法中最核心的内容，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

3、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BitByteToBit(ElemType ch,ElemType bit8) /Bit转为ByteBitToByte(ElemType bit8,ElemType &ch) /初始置换InitialEX(ElemType Inorder64,ElemType Disorder64)/终结置换AntiEx(ElemType Disorder64)/扩展置换ExpandEX(ElemType RightMsg32,ElemType ExpandMs

4、g48)/16轮迭代加密MoveLeft(ElemType C28,ElemType D28,ElemType L032,ElemType R032)/16轮迭代解密mMoveLeft(ElemType C28,ElemType D28,ElemType L032,ElemType R032)/生成48位子密钥GetCD48(ElemType C28,ElemType D28,ElemType Secret48)/48位明文与子密钥进行异或运算XOR(ElemType ExpandMsg48,ElemType Secret48,ElemType Result48)/S盒四位输出getSOut(

5、ElemType Result48,ElemType Sout32)/直接置换DirExchange(ElemType Sout32,ElemType DirOut32)/Li与Ri进行抑或运算XORLR(ElemType DirOut32,ElemType Left32,ElemType Result32)函数执行次序和调用关系关系如下：6、实验结果 1、根据提示，输入任意8字节的原文，并将其转换为64为二进制明文： 2、将64为二进制明文进行初始置换： 3、将原64位明文分成左右两半，并对右半边进行扩展置换： 4依次获得子密钥。按上述流程完成16轮迭代运算后进行终结置换，得到64位密文（整

6、个过程设计数据过多，没有一一输出，只给出最终截图内容） 5、按1开始进行解密，流程与加密相同，中间过程省去，只给出最终结果：7、实验总结 通过完成本实验，我详细了解了DES算法的实现过程和工作原理，相比较在课堂上学到的理论知识，我认为通过实践后掌握的更加深刻。在课堂上我们学习DES算法，很多都是基于理论上的知识，但并没有真正的使用过DES，而通过编码实现DES，我们更好地理解了该怎么用DES去解决实际问题，这对我们以后的学习是很有帮助的，掌握了DES的算法实现后，我们在以后写到相关程序时可以快速的将其利用，使其真正的为我们服务。8、源代码（见附录）附录（DES源代码）/ DES.cpp : 定

7、义控制台应用程序的入口点。/#include stdafx.h#include function.h#include #include#includeusing namespace std;/置换矩阵int IP_EX64= 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

8、, 53, 45, 37, 29, 21, 13, 5, 63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7;/逆置换矩阵int IP_ANTEX64= 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

9、, 1, 41, 9, 49, 17, 57, 25;/扩展矩阵int EXTEND48= 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, 1, 2;/S盒int S8416= 14, 4, 13, 1, 2, 15, 11, 8, 3, 10, 6, 12, 5, 9, 0, 7, 0, 15, 7,

10、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,

11、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,

12、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

13、, 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,

14、 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,

15、 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 ;/直接置换int DIREX32= 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, 1

16、1, 4, 25;/左移移位表int MOVELEFT16= 1,1,2,2,2,2,2,2, 1,2,2,2,2,2,2,1;/压缩换位表2int CutEX48= 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;typedef char ElemType; ElemType s

17、ubsec1648;/Byte转bitint ByteToBit(ElemType ch,ElemType bit8) for(int index = 7;index = 0;index-) bitindex = (chindex)&1; /cout(int)bitindex; return 0; /bit转Byteint BitToByte(ElemType bit8,ElemType &ch) ElemType tempch=0; ElemType tempbit8; for(int i=0;i=0;index-) tempch=tempch|(tempbitindex(index); c

18、h=tempch; /cout(char)tempchendl; return 0;/bit64转换为Byte8void Bit64ToByte8(ElemType bit64,ElemType ch8) ElemType tempbit8; for(int i=0;i8;i+) for(int j=0;j8;j+) tempbit7-j=biti*8+j; BitToByte(tempbit,chi); /划分为多少块int StringBlock(string msg) int MsgBlock=0; if(msg.length()%8=0) MsgBlock=msg.length()/8

19、; else MsgBlock=msg.length()/8+1; return MsgBlock;/按块取数据void DivideString(string msg,int BlockNum,ElemType ch8) int start=(BlockNum-1)*8; ElemType ch18= msgstart, msgstart+1,msgstart+2,msgstart+3, msgstart+4,msgstart+5,msgstart+6,msgstart+7 ; for(int i=0;i8;i+) chi=ch1i; /按64位分一组void Get64Bit(ElemTy

20、pe ch8,ElemType bit64) ElemType temp8; int count=0; for(int i=0;i8;i+) ByteToBit(chi,temp); for(int j=0;j8;j+) bitcount*8+j=temp7-j; count+; /初始置换void InitialEX(ElemType Inorder64,ElemType Disorder64) for(int i=0;i64;i+) Disorderi=InorderIP_EXi-1; /逆置换void AntiEx(ElemType Disorder64) ElemType temp64

21、; for(int i=0;i64;i+) tempi=Disorderi; for(int i=0;i64;i+) Disorderi=tempIP_ANTEXi-1; /扩展置换void ExpandEX(ElemType RightMsg32,ElemType ExpandMsg48) for(int i=0;i48;i+) ExpandMsgi=RightMsgEXTENDi-1; /16轮加密迭代void MoveLeft(ElemType C28,ElemType D28,ElemType L032,ElemType R032) ElemType Secret48; /子密钥 El

22、emType Result48; /每轮异或结果 ElemType Sout32; /每轮S盒输出 ElemType DirOut32; /直接置换输出 ElemType RResult32; ElemType LResult32; ElemType ExpandMsg48; ElemType temp32; for(int i=0;i32;i+) LResulti=L0i; RResulti=R0i; for(int i=0;i16;i+) if(MOVELEFTi=1) for(int j=0;j27;j+) Ci=Ci+1; C27=0; else for(int j=0;j26;j+)

23、 Ci=Ci+2; C26=0; C27=0; ExpandEX(RResult,ExpandMsg); GetCD48(C,D,Secret); for(int j=0;j48;j+) 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;i32;i+) LResulti=RResulti; for(int i=

24、0;i32;i+) RResulti=tempi; for(int i=0;i32;i+) L0i=LResulti; R0i=RResulti; /*cout左边endl; for(int i=0;i32;i+) cout(int)LResulti; if(i+1)%8=0) coutendl; cout右边endl; for(int i=0;i32;i+) cout(int)RResulti; if(i+1)%8=0) coutendl; */16轮解密迭代void mMoveLeft(ElemType C28,ElemType D28,ElemType L032,ElemType R03

25、2) ElemType Result48; /每轮异或结果 ElemType Sout32; /每轮S盒输出 ElemType DirOut32; /直接置换输出 ElemType RResult32; ElemType LResult32; ElemType ExpandMsg48; ElemType temp32; for(int i=0;i32;i+) LResulti=L0i; RResulti=R0i; for(int i=0;i16;i+) /*if(MOVELEFTi=1) for(int j=0;j27;j+) Ci=Ci+1; C27=0; else for(int j=0;

26、j26;j+) Ci=Ci+2; C26=0; C27=0; */ ExpandEX(RResult,ExpandMsg); /明文扩展 XOR(ExpandMsg,subseci,Result); /扩展明文与子密钥进行异或 getSOut(Result,Sout); /S盒置换 DirExchange(Sout,DirOut); /直接置换 XORLR(DirOut,LResult,temp); /与L进行异或 for(int j=0;j32;j+) LResultj=RResultj; for(int j=0;j32;j+) RResultj=tempj; for(int i=0;i32;i+) L0i=LResulti; R0i=RResulti; /*cout左边endl; for(int i=0;i32;i+) cout(int)LResulti; if(i+1)%8=0) coutendl; cout右边endl; for(int i=0;i32;i+) cout(int)RResulti; if(i+1)%8=