DES加密算法C语言 实验报告材料.docx

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DES加密算法C语言实验报告材料

DES实验报告

一、实验目的

实现DES算法。

二、实验过程

按照DES的算法流程设计，具体实施详见附件。

三、使用方法

首先输入密钥，八位ASCII长，否则报错。

然后输入读入文件名和写入文件名，必须以ASCII编码，否则不能使用。

四、实验结果

将自身cpp文件进行加密解密，前后文件完全一样。

见文件

附录

源代码：

//滴一欸死.cpp:

定义控制台应用程序的入口点。

//

#include"stdafx.h"

#include

#include

#include

#include

#include

#include"table.h"

/*Constant*/

#defineENCRYPT_LENGTH8//lengthofeachunitinencryption

#defineDECIPHER_LENGTH4//lengthofeachunitindecipher

#defineMAX320xFFFFFFFF//maskof32bits

/*Declaration*/

typedefunsignedlonglongbit64;

typedefunsignedlonglongbit56;

typedefunsignedlonglongbit48;

typedefunsignedintbit32;

typedefunsignedintbit28;

/*Filestream*/

FILE*fin,*fout;

/*Fordebug*/

inlinevoidprintBite（bit64num）

{

while（num）

{

printf（"%d",num%2）;

num>>=1;

}

printf（"\n"）;

}

/*TransferfromchartobitinEncrtption*/

inlinebit64ToBit（

char*in//sourcestring

）;

/*TransferfromchartobitinDeciphtering*/

inlinebit64DeToBit（

char*in//sourcestring

）;

/*Transferfrombittochar*/

inlinevoidToBite（

char*out,//outstring

bit64num//sourcebits

）;

/*Permutation*/

inlinebit64substitute（

bit64num,//sourcebits

constint*table,//Permutationtable

size_tlen//bitslength

）;

/*Bitrecyclelooptoleft*/

inlinebit28MoveLeft（

bit28key,//sourcebits

intlen//bitslength

）;

/*Bitrecyclelooptoright*/

inlinebit28MoveRight（

bit28key,//sourcebits

intlen//bitslength

）;

/*Dividebitsintotwoparts*/

inlinevoiddivide（

bit64num,//sourcebits

intlen,//lengthofeachbits

bit32*L,//leftoutbits

bit32*R//rightoutbits

）;

/*Sbox*/

inlinebit32SChange（

bit48num//sourcebits

）;

/*Fbox*/

inlinebit32FChange（

bit32num,//sourcebits

bit48key//secretkey

）;

/*Keyinitialization*/

inlinevoidSetKey（

char*in//stringofkey

）;

/*Enryption*/

inlinevoidDES（

char*message//messagestobeencrypted

）;

/*Deciphering*/

inlinevoidDecipher（

char*message//messagestobedeciphered

）;

/*Initialization*/

inlinevoidinit（）;

intmain（）

{

init（）;

system（"pause"）;

return0;

}

/*Initialization*/

inlinevoidinit（）

{

/*Setsecretkey*/

printf（"Pleaseinputyoursecretkey（8digits）:

\n"）;

charkey[10000];

scanf（"%s",key）;

if（strlen（key）!

=8）

{

printf（"ERRORKey\n"）;

return;

}

SetKey（key）;

/*SetmodeEncryptionorDeciphering*/

printf（"Pleaseinputthemode（\"E\"forEncrypt,\"D\"forDecipher）:

\n"）;

void（*p）（char*）;

intdelta=8;

switch（getch（））

{

case'E':

p=DES;delta=8;break;

case'D':

p=Decipher;delta=16;break;

default:

printf（"ERROR!

\n"）;return;

}

/*Loadfile*/

printf（"Pleaseinputthepathoftheinfile:

\n"）;

charmessage[10000],in[100],out[100];

scanf（"%s",in）;

printf（"Pleaseinputthepathoftheoutfile:

\n"）;

scanf（"%s",out）;

fin=freopen（in,"r",stdin）;

fout=freopen（out,"w",stdout）;

/*Ifsuccess*/

if（!

fin||!

fout）

{

printf（"Erroropenfile!

\n"）;

return;

}

/*Readfile*/

while（gets_s（message））

{

for（inti=0;i

{

p（message+i）;

}

printf（"\n"）;

}

/*Closestream*/

fclose（stdin）;

fclose（stdout）;

fclose（fin）;

fclose（fout）;

}

/*TransferfromchartobitinEncrtption*/

inlinebit64ToBit（char*in）

{

/*Ifvalid*/

if（!

in）

{

return0;

}

/*Copychar**/

chartemp[8];

memset（temp,'',8*sizeof（char））;

for（inti=0;i

{

temp[i]=in[i];

}

/*Transfertobit*/

bit64key=0x0;

for（inti=0;i

{

key|=（（bit64）temp[i]<<（ENCRYPT_LENGTH*i））;

}

returnkey;

}

/*TransferfromchartobitinDeciphtering*/

inlinebit64DeToBit（char*in）

{

/*Ifvalid*/

if（!

in）

{

return0;

}

/*Copychar**/

chartemp[64/DECIPHER_LENGTH];

memset（temp,'',8*sizeof（char））;

for（inti=0;i<64/DECIPHER_LENGTH;i++）

{

if（in[i]>='A'）

{

temp[i]=in[i]-'7';

}

else

{

if（in[i]>='0'）

{

temp[i]=in[i]-'0';

}

}

}

/*Transfertobit*/

bit64key=0x0;

for（inti=0;i<64/DECIPHER_LENGTH;i++）

{

key|=（（bit64）temp[i]<<（DECIPHER_LENGTH*i））;

}

returnkey;

}

/*Transferfrombittochar*/

inlinevoidToBite（char*out,bit64num）

{

if（strlen（out）<=ENCRYPT_LENGTH）

{

out=（char*）malloc（sizeof（char）*（ENCRYPT_LENGTH+1））;

}

memset（out,0,sizeof（char）*（ENCRYPT_LENGTH+1））;

for（inti=0;i

{

out[i]=num&0xFF;

num>>=8;

}

}

/*Permutation*/

inlinebit64substitute（bit64num,constint*table,size_tlen）

{

bit64out=0;

/*Calculation*/

for（inti=0;i

{

out|=（（bit64）（（num>>（table[i]-1））&1）<

}

returnout;

}

/*Bitrecyclelooptoleft*/

inlinebit28MoveLeft（bit28key,intlen）

{

bit28temp=0;

temp=key<<（28-len）;//rightbits

key=key>>len;//leftbits

key|=temp;//compare

key&=0x0FFFFFFF;//deletehighestfourbits

returnkey;

}

/*Bitrecyclelooptoright*/

inlinebit28MoveRight（bit28key,intlen）

{

bit28temp=0;

temp=key>>（28-len）;//rightbits

key=key<

key|=temp;//compare

returnkey;

}

/*Dividebitsintotwoparts*/

inlinevoiddivide（bit64num,intlen,bit32*L,bit32*R）

{

*L=*R=0;

*L=num&MAX32;

num>>=len;

*R=num&MAX32;

}

/*Sbox*/

inlinebit32SChange（bit48num）

{

bit32key=0;

for（inti=0;i<8;i++）

{

bit32x,y;

x=（num>>1）&0x0F;//themiddlefourbits

y=（（（num>>5）&1）<<1）|（num&1）;//thefirstandthelastbits

key|=（S[i][y][x]<<（i*4））;//permutate

num>>=6;//changetonext

}

returnkey;

}

/*Fbox*/

inlinebit32FChange（bit32num,bit48key）

{

bit48temp=substitute（num,E,sizeof（E）/sizeof（E[0]））;

temp^=key;

num=SChange（temp）;

returnsubstitute（num,P,sizeof（P）/sizeof（P[0]））;

}

/*Keyinitialization*/

inlinevoidSetKey（char*in）

{

bit64key=ToBit（in）;

bit28C,D;

key=substitute（key,PC1,sizeof（PC1）/sizeof（PC1[0]））;

divide（key,28,&C,&D）;

for（inti=0;i<16;i++）

{

C=MoveLeft（C,Move[i]）;

D=MoveLeft（D,Move[i]）;

key=（bit64）C|（（bit64）D<<28）;

SubKey[i]=substitute（key,PC2,48）;

}

}

/*Enryption*/

inlinevoidDES（char*message）

{

bit64BitMes=substitute（ToBit（message）,IP,sizeof（IP）/sizeof（IP[0]））;

bit32L,R,temp;

divide（BitMes,32,&L,&R）;

/*16rounds*/

for（inti=0;i<16;i++）

{

temp=R;

R=FChange（R,SubKey[i]）;

R^=L;

L=temp;

}

BitMes=（bit64）L|（（bit64）R<<32）;

BitMes=substitute（BitMes,IPR,sizeof（IPR）/sizeof（IPR[0]））;

/*printencryptedmessage*/

for（inti=0;i<16;i++）

{

chartemp=（0xF&（BitMes>>（i*4）））;

temp+=（temp>9?

'7':

'0'）;

printf（"%c",temp）;

}

}

/*Deciphering*/

inlinevoidDecipher（char*message）

{

bit64BitMes=substitute（DeToBit（message）,IP,sizeof（IP）/sizeof（IP[0]））;

bit32L,R,temp;

divide（BitMes,32,&L,&R）;

/*16rounds*/

for（inti=15;i>=0;i--）

{

temp=L;

L=FChange（L,SubKey[i]）;

L^=R;

R=temp;

}

BitMes=（bit64）L|（（bit64）R<<32）;

BitMes=substitute（BitMes,IPR,sizeof（IPR）/sizeof（IPR[0]））;

/*printdecipheredmessages*/

for（inti=0;i<8;i++）

{

printf（"%c",（0xFF&（BitMes>>（i*8））））;

}

}

table.h文件

#pragmaonce

/*IPpermutationforplaintext*/

constintIP[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

};

/*IPRpermutationtoprint*/

constintIPR[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

};

/*---------------------------premutation----------------------------*/

/*theexpansionpermutation*/

staticintE[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

};

/*Compressionpermutation*/

staticintPC1[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

};

/*Numberofkeybitsshiftedperround*/

staticintMove[16]={

1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1

};

/*Compressionpermutation*/

staticintPC2[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,

41,52,31,37,47,55,30,40,51,34,33,48,

44,49,39,56,34,53,46,42,50,36,29,32

};

/*-------------Ffunction---------------*/

/*Sboxespermutation*/

staticintS[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