des加密算法（c语言版）

小鱼儿 2021-05-03 09:43 594阅读 0赞

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## main.cpp ##

#include<stdio.h>
    #include<string.h>
    #include"tables.h" //数据表
    
    //置换函数
    //参数： In：待置换数据指针
    //Out：置换输出指针
    // n:置换表长度
    //P：置换表指针
    //说明：将输入数据的指定位置作为输出数据的第i位。指定位置即置换表第i位的十进制数。得到的输出数据的长度
    //即为置换表的长度。
    
    void myPermutation(char *In,char *Out,int n,char *P)
    { 
        int i=0;
        for(i=0; i<n; i++)
            *(Out+i)=*(In+*(P+i)-1);
        *(Out+i)='\0';
    }
    
    //按位异或函数
    //参数：In1：二进制串1
    //In2：二进制串2
    //n：二进制串长度
    // Out:异或结果
    //说明：循环比较两个二进制串每一位，不同则为'1'，相同则为'0'
    
    void myXOR(char* In1,char* In2,int n,char* Out)
    { 
        int i=0;
        for(i=0; i<n; i++)
            *(In1+i)!=*(In2+i) ? *(Out+i)='1' : *(Out+i)='0';
    }
    
    //循环左移函数
    //参数： In:待移位二进制串
    // Out:移位后二进制串
    //n:二进制串长度
    //s:循环位数
    //说明：将输入二进制串移位后对应位置的值赋给输出串，为保证循环（即原二进制串的第一位变成移位后的
    //最后一位），将位次相加后与串的长度做模运算。
    
    void myShift(char *In,char *Out,int n,int s)
    { 
        int i=0;
        for(i=0; i<n; i++)
            *(Out+i)=*(In+(s+i)%n);
        *(Out+i)='\0';
    }
    
    //生成子密钥函数
    //参数： K:64位的密钥
    //(*SK)[49]:得到的一轮子密钥
    //说明：输入64位密钥，进行置换选择1，之后进行16轮操作得到16个子密钥，每一轮对56位分成两部分，
    //进行相应位数的移位操作，之后再拼接成56位进行置换选择2，得到该轮子密钥
    
    void mySubkey(char* K,char (*SK)[49])
    { 
        char out[57],C[57],D[29],e[29],t[57];
        int i=0,j=0;
        myPermutation(K,out,56,*PC_1);  //置换选择1
        strcpy(C,out);      //C0
        strcpy(D,out+28);   //D0
        for(j=0; j<16; j++)
        { 
            myShift(C,e,28,move_time[j]);  //循环左移
            strcpy(C,e);                   //Cj
            myShift(D,e,28,move_time[j]);
            strcpy(D,e);                   //Dj
            strncpy(t, C, 28);
            strncpy(t+28, D, 28);
            myPermutation(t,*(SK+j),48,*PC_2);//置换选择2，得到Kj
        }
    }
    
    //轮函数f
    //参数： L: 第t轮的32位L
    //R: 第t轮的32位R
    //SK: 第t轮的48位子密钥
    //t: 轮数
    //说明：共进行16轮操作，每轮的32位R先进行拓展置换E变成48位,再与该轮子密钥异或，然后分成
    //8组进行S盒代换。每组通过第1，6位组成的二进制串确定S盒行号，通过第2，3，4，5位确定列号，
    //找到对应的数并转为4位二进制串。8组代换拼接成32位为S盒代换结果，然后进行置换P。每轮经过
    //S盒代换得到的结果与上一轮的L异或作为本轮的R，上一轮的R作为本轮的L。
    
    void myf(char* L,char* R,char* SK,int t)
    { 
        int i=0,j=0;
        int row,col;
        char out1[49]= { 0},out2[49]= { 0},out3[33]= { 0},out4[33]= { 0},temp[33]= { 0};
        printf("K%d=",t+1);
        puts(SK);
        myPermutation(R,out1,48,*E);  //扩展置换E
        printf("E(R%d)=",t);
        puts(out1);
        myXOR(out1,SK,48,out2);      //与子密钥异或
        printf("E(R%d)^K%d=",t,t+1);
        puts(out2);
       for(i=0; i<8; i++)           //S盒代换
        { 
            row = ((out2[i*6]-'0')<<1)+(out2[i*6+5]-'0');   //第1，6位组成行号
            col = ((out2[i*6+1]-'0')<<3)+((out2[i*6+2]-'0')<<2)+((out2[i*6+3]-'0')<<1)
    +(out2[i*6+4]-'0');  //第2，3，4，5位组成列号
            for(j=3; j>=0; j--)
                *(out3+(i*4+3-j))=((S_Box[i][row*16+col]>>j)&1)+'0';  //将取到的S盒数据填到S盒输出的指定位置，先进行十进制转二进制
        }
        *(out3+32)='\0';
        printf("%d轮S盒输出=",t+1);
        puts(out3);
        myPermutation(out3,out4,32,*P);  //置换P
        printf("f(R%d,K%d)=",t,t+1);
        puts(out4);
        strcpy(temp,R);      //保存旧的R
        myXOR(L,out4,32,R);  //更新R
        printf("R%d=",t+1);
        puts(R);
        strcpy(L,temp);      //更新L
    }
    
    
    //主函数：
    //说明：输入64位明文，先进行初始置换IP操作，接下来将置换输出的 64 位数据分成左右两半，左一半称为 L0 ，
    //右一半称为 R0 ，各 32 位。然后进行16轮迭代，迭代过程我和轮函数写在了一起。迭代完成后再经逆IP置换得到密文。
    
    int main()
    { 
        char* M="0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111";
        char* K="0001001100110100010101110111100110011011101111001101111111110001";
        char out[65],L[33],R[33],SK[16][49],cipher[65];
        int i=0;
        mySubkey(K,SK);                //产生16轮子密钥
        myPermutation(M,out,64,*IP);   //初始置换IP
        printf("IP置换：");
        puts(out);
        strcpy(L,out);      //L0
        strcpy(R,out+32);   //R0
        for(i=0; i<16; i++)
        { 
            printf("\n-------------------------------第%d轮------------------------------------\n"
    ,i+1);
            myf(L,R,*(SK+i),i);
        }
        strncpy(out, R, 32);   //L16 + R16
        strncpy(out+32, L, 32);
        myPermutation(out,cipher,64,*C_IP);    //逆IP置换
        printf("\n密文：");
        puts(cipher);
        return 0;
    }

\#\#数据表tables.h

//选择置换PC-1
    char PC_1[8][7]=
    { 
        { 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}
    };
    //选择置换PC-2
    char PC_2[8][6]=
    { 
        { 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}
    };
    //IP置换
    char IP[8][8]=
    { 
        { 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}
    };
    //逆IP置换
    char C_IP[8][8]=
    { 
        { 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}
    };
    //扩展置换E
    char E[8][6]=
    { 
        { 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}
    };
    //扩展置换P
    char P[4][8]=
    { 
        { 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}
    };
    //S盒
    char S_Box[8][65]=
    { 
        { 
            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,
            13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,10,5,14,9
        },
        { 
            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
        }
    };
    //左移位数
    int move_time[16] = { 1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1};

\#\#\#\#运行结果：  
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[70]: /images/20210502/7a8a7c16ffa54069823a4079b7f90fc4.png
[70 1]: /images/20210502/ea719ed18d154c9a95b46e4d9ed5af27.png
[70 2]: /images/20210502/5be2cd763bda4171bc91ab67457c2f98.png
[70 3]: /images/20210502/1028314ba5514f5d9e0f18444a1b6314.png
[70 4]: /images/20210502/069684257d5c4f1b8a36b6cb4c72801b.png
[70 5]: /images/20210502/bc72f28319924d179be453d55eaa7b07.png