即墨网站建设哪里有,个人做盈利网站,广告发布税率,长沙大型网站建设目录 一、基础补充
二、什么是DES算法 #xff08;1#xff09;对称加密算法 #xff08;2#xff09;非对称加密算法 #xff08;3#xff09;对称加密算法的应用
三、DES算法的基础操作步骤 1.明文的加密整体过程 2.F轮函数解析 3.密钥的形成过程
四、AC代码
五、D…目录 一、基础补充
二、什么是DES算法 1对称加密算法 2非对称加密算法 3对称加密算法的应用
三、DES算法的基础操作步骤 1.明文的加密整体过程 2.F轮函数解析 3.密钥的形成过程
四、AC代码
五、DES算法的测试 六、共勉 一、基础补充 在实现DES算法时需要掌握对二进制数的了解例如源码、反码、补码位操作等如果有不懂的朋友可以先去看看我对二进制数的理解再来看DES算法会更加容易。 源码、反码、补码http://t.csdn.cn/Osuf2 位操作例如按位与、按位或、按位异或、按位左移、按位右移等http://t.csdn.cn/YQ60C 我的参考视频
DES加密算法密码学信息安全_哔哩哔哩_bilibili 二、什么是DES算法 1对称加密算法 1. 通信的双方同时掌握一个密钥加密解密都是由一个密钥完成的加密密钥等于解密密钥。 2. 双方通信前共同拟定一个密钥不对第三方公开。 3. 不具有个体原子性一个密钥被共享泄露几率会大大增加。 2非对称加密算法 1.在非对称加密中不再只有一个密钥Key了。在非对称加密算法中密钥被分解为一对一个称为公开密钥另一个称为私有密钥。对于公钥可以通过非保密方式向他人公开而私钥则由解密方保密不对别人公开。 3对称加密算法的应用 1. DES算法是对称加密算法的代表虽然现在已经很好实现但是对于研究其改进的方法有很重大的影响。 2. 在DES算法中由于大部分原始数据较长首先需要将数据切成64位的明文分组所以DES算法也叫做分组加密算法。 3. 在DES算法中使用的密钥位64位其中有效的密钥长度其实只有56位分成8块每块长为8位每隔8位设置左后一位为校验位采用就奇偶校验法。 4. 在DES算法中加密的明文较长需要对DES加密进行16轮的函数循环迭代。
三、DES算法的基础操作步骤 由于DES算法过于复杂我将它分为3大步 1明文的加密的整体过程 2F轮函数解析 3密钥的形成过程 1.明文的加密整体过程 1) 输入64bit的明文进行IP置换分成左右两个分支各为32bit, 左边32bitL0,右边32bitR0 (2) 右分支L1 R0 左分支引入48bit 的密钥R1L0 异或 f(R0,K1) (3) 相同的操作进行16次的运算循环算出相应的R1~R16L0~L16 4最后在进行IP的逆序置换将左右两个分支再次合并为64bit密文 5将上述的说法汇聚成流程图方便大家理解 6整体的操作代码
string wen(string wenBinary[], int num)
{int i, j;string ipWenBinary[100]; //保存明文string left[17], right[17], temp, result; //分为左右两个分支for (i 0; i num; i){temp ; //一个暂存明文的字符串//进行IP置换for (j 0; j 64; j) //明文为64bit{temp wenBinary[i][ipTable[j] - 1];}ipWenBinary[i] temp;}//进行左右分支分为left:L0,,,right:R0for (i 0; i num; i){left[0] ipWenBinary[i].substr(0, 32);right[0] ipWenBinary[i].substr(32, 32);//for (j 0; j 16; j) //进行16次循环{left[j 1] right[j]; // left: L1 R0//加密和解密的区别// flag 为全局变量if (flag 1) // flage 1进行加密否则进行解密right[j 1] xorAB(left[j], f(right[j], k[j]));else//倒着进行解密right[j 1] xorAB(left[j], f(right[j], k[15 - j]));}temp right[j] left[j]; //经过16轮加密/解密将左右32bit合并//将加密后的密文进行最后的置换实际上和初始置换是对称的~//每块的加密结果都和在result中,加密可以直接输出比特流// 进行IP的逆置换for (j 0; j 64; j){result temp[ipReverseTable[j] - 1];}}//解密结果输出的是字符if (flag 2){string ch;for (i 0; i num * 8; i) //一个模块是8个bit{ch binaryToInt(result.substr(8 * i, 8)); //每8bit进行一次二进制转整型}result ch;}return result;
} 7在以上的操作都是在进行二进制数、整数、字符转换操作代码如下
//字符转二进制
string charToBinary(char c)
{int i, b c, k 0, flag 0;string result;//负数就是中文字符if (b 0){b -b;flag 1;}//英文字符转换成ASCII的倒序所以后面需要进行逆序while (k 8) //这里的8表示char是1个字节8bit{if (b) //这里将ASCII里的字符转换为二进制{result ((b % 2) 0); // 其中这里0,表示将数字转换为字符b / 2;}else result 0;k;}//汉字字符处理if (flag)//判断是否为汉字{for (i 0; i result.length(); i) //此时因为是负数源码、反码、补码不相等需要置换{if (result[i] 0) result[i] 1; // 反码最高最不变其它的0-1,,1-0else result[i] 0;}for (i 0; result[i] ! 0; i){result[i] 0; //补码 反码加1}result[i] 1;}reverse(result.begin(), result.end()); //将结果逆序成为最终的二进制return result;
}
//二进制转整型
int binaryToInt(string s)
{int i, result 0, p 1;for (i s.length() - 1; i 0; i--){result ((s[i] - 0) * p); //数字字符转成字符p * 2;}return result;
}
//整型转二进制
string intToBinary(int i)
{int k 0;string result;while (k 4) //此处处理进入S盒后取出的数据转为2进制此处最多用4bit{if (i){result ((i % 2) 0);i / 2;}else result 0;k;}reverse(result.begin(), result.end());return result;
}
2.F轮函数解析 F轮函数是整个DES算法的核心其中包括 1IP置换 2E扩展将32bit的R0扩展为48bit的R0,其中扩展图为 3异或将48bit的R0于48bit的K1进行异或 4S盒压缩处理 大盒子里有8块6bit 的小盒子刚好容纳48bit的二进制数盒子的特点是6进4出出了盒子就变成了32bit的二进制数举例 5IP逆序置换 其中F轮函数的执行代码如下图所示
//f函数
string f(string right, string k) //其中right 为明文的右分支R0--R16k当前加密轮密钥
{int i, temp;string extendBinary, result, b0; //extendBinary用来存放E扩展32bit~48bit的内容string b[8], row, col;string b8, pb;for (i 0; i 48; i){extendBinary right[extendTable[i] - 1];}b0 xorAB(extendBinary, k);//扩展后的内容与此轮密钥异或操作并将结果存入b0中for (i 0; i 8; i) //将b0的内容分成八份每份六bit为进入S盒做准备{b[i] b0.substr(i * 6, 6);}for (i 0; i 8; i){//6bit的第一位和第六位作为行坐标row b[i].substr(0, 1) b[i].substr(5, 1);//6bit的第二至五位作为纵坐标col b[i].substr(1, 4);//进行查表temp sBox[i][binaryToInt(row)][binaryToInt(col)];//转到b8中合并----48bit压缩到32bitb[i] intToBinary(temp);b8 b[i];}//进行P盒置换for (i 0; i 32; i){pb b8[pTable[i] - 1];}//f轮函数结束返回pbreturn pb;
}
3.密钥的形成过程 1密钥原本为64bit ,去掉8位校验位剩余56位参与运算 2按照交换规则生成16位48bit的轮密钥 其中密钥生成的流程图和代码如下图 void miyao()
{int i, j;string miyao, miyaoBinary, pc1MiyaoBinary;string c[17], d[17], temp, pc2Temp;cout 请输入密钥;while (cin miyao){if (miyao.length() 9) break;else cout 密钥不能超过8位请重新输入;}for (i 0; i miyao.length(); i){miyaoBinary charToBinary(miyao[i]);}//密钥长度不足64bit补0//64位中只有56位参与运算其中8位为校验位while (miyaoBinary.length() % 64 ! 0){miyaoBinary 0;}//从64bit密钥中依据PC-1盒子取出56bitfor (i 0; i 56; i){pc1MiyaoBinary miyaoBinary[pc1Table[i] - 1];}//56bit分成左右两部分// 左右两部分都为28bitc[0] pc1MiyaoBinary.substr(0, 28);d[0] pc1MiyaoBinary.substr(28, 28);产生16轮加密需要的密钥存入全局变量k[]中for (i 1; i 16; i){//根据循环移位表确定生成该轮密钥移位数目c[i] c[i - 1].substr(loopTable[i - 1], 28 - loopTable[i - 1]) c[i - 1].substr(0, loopTable[i - 1]);d[i] d[i - 1].substr(loopTable[i - 1], 28 - loopTable[i - 1]) d[i - 1].substr(0, loopTable[i - 1]);//移位后将其合并temp c[i] d[i];pc2Temp ;// 通过PC2成为48bit密钥for (j 0; j 48; j){pc2Temp temp[pc2Table[j] - 1];}k[i - 1] pc2Temp;//从116}
}
四、AC代码
1先建立一个#include DES.h的头文件放入需要的函数
#pragma once
#includeiostream
#includecstdio
#includestring
#includealgorithm
using namespace std;
//字符转二进制
string charToBinary(char c);
//二进制转整型
int binaryToInt(string s);
//整型转二进制
string intToBinary(int i);
//异或运算
string xorAB(string a, string b);
//f函数
string f(string right, string k);
//明文/密文处理
string wen(string wenBinary[], int num);
//密钥处理
void miyao();
//DES 算法测试
void DES();
2在建立DES.cpp写出头文件中对应的函数操作
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include DES.h
//进行标记选择
int flag;
string k[16]; //16轮密钥存储
//PC1选位表
int pc1Table[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
};
//左移位数表
int loopTable[16]
{1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
};
//PC2选位表
int pc2Table[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
};
//置换IP表
int ipTable[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
};
//E扩展置换表
int extendTable[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
};
//S盒
int sBox[8][4][16]
{//S114,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13,//S215,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9,//S310,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12,//S47,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14,//S52,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3,//S612,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,//S74,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,//S813,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11
};
//P换位表
int pTable[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
};
//逆置换IP^-1表
int ipReverseTable[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
};
//将输入的东西全部看成字符
//字符转二进制
string charToBinary(char c)
{int i, b c, k 0, flag 0;string result;//负数就是中文字符if (b 0){b -b;flag 1;}//英文字符转换成ASCII的倒序所以后面需要进行逆序while (k 8) //这里的8表示char是1个字节8bit{if (b) //这里将ASCII里的字符转换为二进制{result ((b % 2) 0); // 其中这里0,表示将数字转换为字符b / 2;}else result 0;k;}//汉字字符处理if (flag)//判断是否为汉字{for (i 0; i result.length(); i) //此时因为是负数源码、反码、补码不相等需要置换{if (result[i] 0) result[i] 1; // 反码最高最不变其它的0-1,,1-0else result[i] 0;}for (i 0; result[i] ! 0; i){result[i] 0; //补码 反码加1}result[i] 1;}reverse(result.begin(), result.end()); //将结果逆序成为最终的二进制return result;
}
//二进制转整型
int binaryToInt(string s)
{int i, result 0, p 1;for (i s.length() - 1; i 0; i--){result ((s[i] - 0) * p); //数字字符转成字符p * 2;}return result;
}
//整型转二进制
string intToBinary(int i)
{int k 0;string result;while (k 4) //此处处理进入S盒后取出的数据转为2进制此处最多用4bit{if (i){result ((i % 2) 0);i / 2;}else result 0;k;}reverse(result.begin(), result.end());return result;
}
//异或运算
string xorAB(string a, string b)
{int i;string result;for (i 0; i a.length(); i){ //0:表示数字转化为数字字符result (((a[i] - 0) ^ (b[i] - 0)) 0); // -0:表示数字字符转化为数字}return result;
}
//f函数
string f(string right, string k) //其中right 为明文的右分支R0--R16k当前加密轮密钥
{int i, temp;string extendBinary, result, b0; //extendBinary用来存放E扩展32bit~48bit的内容string b[8], row, col;string b8, pb;for (i 0; i 48; i){extendBinary right[extendTable[i] - 1];}b0 xorAB(extendBinary, k);//扩展后的内容与此轮密钥异或操作并将结果存入b0中for (i 0; i 8; i) //将b0的内容分成八份每份六bit为进入S盒做准备{b[i] b0.substr(i * 6, 6);}for (i 0; i 8; i){//6bit的第一位和第六位作为行坐标row b[i].substr(0, 1) b[i].substr(5, 1);//6bit的第二至五位作为纵坐标col b[i].substr(1, 4);//进行查表temp sBox[i][binaryToInt(row)][binaryToInt(col)];//转到b8中合并----48bit压缩到32bitb[i] intToBinary(temp);b8 b[i];}//进行P盒置换for (i 0; i 32; i){pb b8[pTable[i] - 1];}//f轮函数结束返回pbreturn pb;
}
//明文/密文处理
string wen(string wenBinary[], int num)
{int i, j;string ipWenBinary[100]; //保存明文string left[17], right[17], temp, result; //分为左右两个分支for (i 0; i num; i){temp ; //一个暂存明文的字符串//进行IP置换for (j 0; j 64; j) //明文为64bit{temp wenBinary[i][ipTable[j] - 1];}ipWenBinary[i] temp;}//进行左右分支分为left:L0,,,right:R0for (i 0; i num; i){left[0] ipWenBinary[i].substr(0, 32);right[0] ipWenBinary[i].substr(32, 32);//for (j 0; j 16; j) //进行16次循环{left[j 1] right[j]; // left: L1 R0//加密和解密的区别// flag 为全局变量if (flag 1) // flage 1进行加密否则进行解密right[j 1] xorAB(left[j], f(right[j], k[j]));else//倒着进行解密right[j 1] xorAB(left[j], f(right[j], k[15 - j]));}temp right[j] left[j]; //经过16轮加密/解密将左右32bit合并//将加密后的密文进行最后的置换实际上和初始置换是对称的~//每块的加密结果都和在result中,加密可以直接输出比特流// 进行IP的逆置换for (j 0; j 64; j){result temp[ipReverseTable[j] - 1];}}//解密结果输出的是字符if (flag 2){string ch;for (i 0; i num * 8; i) //一个模块是8个bit{ch binaryToInt(result.substr(8 * i, 8)); //每8bit进行一次二进制转整型}result ch;}return result;
}
//密钥处理
void miyao()
{int i, j;string miyao, miyaoBinary, pc1MiyaoBinary;string c[17], d[17], temp, pc2Temp;cout 请输入密钥;while (cin miyao){if (miyao.length() 9) break;else cout 密钥不能超过8位请重新输入;}for (i 0; i miyao.length(); i){miyaoBinary charToBinary(miyao[i]);}//密钥长度不足64bit补0//64位中只有56位参与运算其中8位为校验位while (miyaoBinary.length() % 64 ! 0){miyaoBinary 0;}//从64bit密钥中依据PC-1盒子取出56bitfor (i 0; i 56; i){pc1MiyaoBinary miyaoBinary[pc1Table[i] - 1];}//56bit分成左右两部分// 左右两部分都为28bitc[0] pc1MiyaoBinary.substr(0, 28);d[0] pc1MiyaoBinary.substr(28, 28);产生16轮加密需要的密钥存入全局变量k[]中for (i 1; i 16; i){//根据循环移位表确定生成该轮密钥移位数目c[i] c[i - 1].substr(loopTable[i - 1], 28 - loopTable[i - 1]) c[i - 1].substr(0, loopTable[i - 1]);d[i] d[i - 1].substr(loopTable[i - 1], 28 - loopTable[i - 1]) d[i - 1].substr(0, loopTable[i - 1]);//移位后将其合并temp c[i] d[i];pc2Temp ;// 通过PC2成为48bit密钥for (j 0; j 48; j){pc2Temp temp[pc2Table[j] - 1];}k[i - 1] pc2Temp;//从116}
}
// 输出函数
void DES()
{int i, j, num;string wenString, wenBinary[100], temp;while (1){cout ---------------------------------------------- endl;cout ***** 请选择所需功能 ***** endl;cout ***** 1. 加密 ***** endl;cout ***** 2. 解密 ***** endl;cout ***** 0.退出程序 ***** endl;cout ---------------------------------------------- endl;cin flag;if (!flag) break;else if ((flag ! 1) (flag ! 2)){cout 输入不合法请重新输入 endl endl;continue;}num 0;miyao();getchar();switch (flag){case 1:cout 请输入明文;getline(cin, wenString);//输入明文//将明文转成二进制for (i 0; i wenString.length(); i){temp charToBinary(wenString[i]);//字符每满8bit为一组最后一组可以不满8bit后面会补0if (((i 1) % 8 0) || (((i 1) % 8 ! 0) (i wenString.length() - 1))){wenBinary[num] temp;temp ;}}//最后一组不满64位就补零补的零一定是八的整数倍二进制00000000为null空字符不输出while (wenBinary[num - 1].length() % 64 ! 0){wenBinary[num - 1] 0;}cout 加密结果为二进制 wen(wenBinary, num) endl endl;break;case 2:cout 请输入密文二进制;cin wenString;for (i 0; i * 64 wenString.length(); i){wenBinary[num] wenString.substr(i * 64, 64);}cout 解密结果为字符 wen(wenBinary, num) endl endl;break;case 3:exit(0);default :cout 输入错误请重新输入 endl;}}
}
3最后在test.c中测试就可以啦
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include DES.h
void menu()
{cout ********************************************** endl;cout ********************************************** endl;cout ***********欢迎来到DES加密测试系统************ endl;cout ********************************************** endl;cout ********************************************** endl;
}
int main()
{menu();DES();return 0;
}
五、DES算法的测试 六、共勉 这篇就是我对DES加密解密算法的理解如果有不懂或者有问题的小伙伴可以在评论区里说出来哦我们一起加油哦
