基于DES算法的文件加密系统的设计与实现
文件加密系统设计与实现
文件加密系统设计与实现摘要：该文论述了数据加密的原理与方法，介绍了几种常见的加密算法并在此基础之上比较了常用的加密算法的优缺点，在掌握了这几种算法的基础之上，对比对称密钥加密体制和公共密钥密码体制的优缺点以及前面的两个需求，最终利用DES算法和RSA算法来设计和实现自己的加密系统。
该文详细的介绍了理论原理并详细记录了系统设计与实现过程。
关键词：密码学；DES算法；RSA算法；加密系统设计中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)14-3299-03Design and Implementation of a Encrypting File SystemLIN Pei-tong(Guangdong Food and Drug Vocational Technical School, Guangzhou 510663, China)Abstract: After mastery these types of algorithms, compared the advantages and disadvantages between the Symmetrical cryptograph and nonsymmetrical cryptograph, as well as consider the two demands in front, at last decide use DES algorithm and the RSA algorithm to design and realize myencryption system. In this article, Detail the theoretical principles of Cryptographic and note the detailed of design and realize process..Key words: cryptography; DES; RSA; design1 绪言随着Internet的发展人类已经步入信息时代，在信息时代，信息安全问题越来越重要。
签名与加密算法设计与实现
签名与加密算法设计与实现随着网络技术的不断进步，网络安全问题也越来越受到人们的关注。
在保障网络安全方面，签名和加密技术扮演了至关重要的角色。
本文旨在探讨签名与加密算法的设计与实现。
一、签名算法设计与实现签名算法通常用于验证数字文件的真实性和完整性。
常见的签名算法包括RSA、DSA等。
RSA算法是一种基于大素数因子分解的算法。
其应用广泛，特别是在TLS、SSL等安全通信协议中。
RSA算法的实现需要进行大数运算，这使得其在效率上存在一定的问题。
可以通过采用多线程等手段进行优化。
DSA算法是一种基于离散对数的算法，通常用于数字签名。
DSA算法的实现比RSA算法更为优化，具有更高的效率。
DSA算法在实现时需要注意实现的正确性和安全性。
二、加密算法设计与实现加密算法的主要作用是对敏感信息进行保护，以避免信息在传输过程中被截获和篡改。
常见的加密算法包括DES、AES等。
DES算法是一种基于对称密钥的加密算法。
其核心原理是将明文分成64位的块，通过密钥进行加密，最终得到密文。
然而，由于DES算法的密钥长度较短，易受到暴力破解的攻击，安全性不足。
AES算法是一种基于高级加密标准的对称密钥加密算法。
其具有比DES算法更高的安全性和效率。
AES算法的实现需要注意密钥长度、填充方式等问题。
三、算法实现中的安全性问题在签名和加密算法的设计和实现过程中，安全性是至关重要的问题。
在实现时需要注意以下几个方面。
首先，密钥的安全性非常重要。
密钥的泄露可能导致加密算法的失效。
因此需要采取严格的密钥管理制度，确保密钥的安全性。
其次，算法的实现需要避免泄露敏感信息，例如明文、密钥等。
在实现时需要加入适当的安全措施，确保敏感信息不会被破解和篡改。
最后，算法的实现需要遵循一定的标准和规范。
目前，国际上广泛采用的标准有ISO和NIST等。
遵守标准和规范可以确保算法的正确性和安全性。
综上所述，签名和加密算法的设计与实现是网络安全的重要组成部分。
des加解密算法原理
des加解密算法原理DES（Data Encryption Standard）是一种基于对称加密算法的加解密技术，被广泛应用于计算机和网络安全领域。
它采用分组密码的设计思想，将明文分成64位的数据块，并使用密钥对其进行加密和解密操作。
下面我们将详细介绍DES算法的原理和应用。
DES算法的原理可以分为四个主要步骤：初始置换、16轮迭代、逆初始置换和子密钥生成。
首先是初始置换，将输入的64位明文根据所定义的置换表进行重排，以加强加密的随机性和扩散性。
这一步骤的目的是为了消除输入数据之间的相关性，使其在进入加密过程之前更具随机性。
接下来是16轮迭代，每一轮迭代都包括四个主要步骤：扩展置换、密钥与明文异或、S盒置换和置换函数。
扩展置换将32位数据扩展为48位，以使之与扩展后的子密钥进行异或运算。
然后，将异或结果分为8个组，每个组经过S盒代替置换，将6位数据映射为4位数据，增加了加密的复杂性。
最后，经过置换函数进行置换操作。
第三步是逆初始置换，将经过16轮迭代后得到的数据根据逆置换表进行重排，以得到最终的密文。
逆初始置换是初始置换的逆运算，用于恢复密文的顺序，使之与明文对应。
最后是子密钥的生成，根据输入的64位密钥经过置换和位移操作生成16个48位的子密钥。
每轮迭代都使用一个子密钥，通过改变子密钥可以增加加密的随机性，从而提高安全性。
DES算法的应用广泛，主要用于网络通信中的数据加密保护。
例如，在银行系统中，通过DES算法可以对用户的敏感信息进行加密，保护用户的财产安全。
在电子商务领域，通过DES算法可以对在线交易的数据进行加密，防止黑客窃取用户的个人信息和银行卡号。
此外，DES算法还常用于数据库加密、文件加密和数据传输等领域，以确保机密信息的安全性。
总之，DES算法是一种经典的对称加密算法，通过初始置换、16轮迭代、逆初始置换和子密钥生成四个步骤，实现了对数据的加密和解密操作。
它具有较高的安全性和广泛的应用领域，是保护计算机和网络安全的重要工具。
des算法的设计与实现
des算法的设计与实现DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，它的设计与实现涉及以下几个方面：1. 密钥生成，DES算法使用56位的密钥，通过一系列的操作生成16个子密钥，每个子密钥48位。
这些子密钥用于加密和解密过程中的轮函数。
2. 初始置换，明文经过初始置换（IP）操作，将64位明文重新排列，得到置换后的明文。
3. 轮函数，DES算法使用16轮的轮函数，每轮包括扩展置换、与子密钥的异或运算、S盒代替、P盒置换等操作。
轮函数的目的是将输入的32位数据扩展为48位，并进行一系列的混淆和置换操作。
4. S盒代替，DES算法中使用了8个不同的S盒，每个S盒输入6位，输出4位。
S盒的作用是将48位数据分成8组，每组6位，然后通过S盒进行代替操作，将6位数据转换为4位数据。
5. P盒置换，DES算法中使用了一个P盒，它对32位数据进行置换操作，重新排列数据的位置。
6. 密钥轮转，DES算法中，每轮的子密钥都是由前一轮的子密钥生成的。
轮函数中的子密钥与明文进行异或运算后，会将左右两部分数据进行交换，然后进入下一轮。
7. 逆初始置换，经过16轮的加密运算后，得到64位的密文。
最后，对密文进行逆初始置换（IP-1）操作，将64位密文重新排列，得到最终的加密结果。
DES算法的实现可以使用不同的编程语言来完成，例如C、C++、Java等。
实现时需要注意使用合适的数据结构和算法来处理数据的置换、代替和置换等操作。
同时，还需要注意保证代码的安全性和效率，避免可能存在的安全漏洞和性能问题。
总结起来，DES算法的设计与实现涉及密钥生成、初始置换、轮函数、S盒代替、P盒置换、密钥轮转和逆初始置换等方面，同时需要注意代码的安全性和效率。
计算机专业本科毕业论文案例评析及改进样例
计算机专业本科毕业论文案例评析及改进样例彭剑，王奕(湖南农业大学信息科学技术学院，湖南长沙410128)摘要：在随机抽取30份计算机专业学生毕业论文（设计）文档的基础上，采用案例评析形式，从篇章结构及行文、摘要、关键词、结论4个方面详细分析学生写作毕业论文或毕业设计文档中存在的种种问题，并对每种问题都给出相应的改进样例。
关键词：本科；毕业论文；案例评析；改进范例毕业论文是高校本科教学中的最后、也是最为重要的一个环节。
如何提高毕业论文的质量，使这个教学环节发挥其应有的作用？不少教学一线老师对此进行了探索：文献[1]提出按学科专业特点来改革毕业论文（设计）的教学时间安排、评审和答辩方式以及成绩评定方法，改善相关的教学基本条件，并进行前期、中期、后期质量监控；文献[2]从毕业论文重要性认识、本科教学计划的完善、毕业论文过程的监管、创造学生参与科研项目的条件等方面讨论提高毕业论文质量的一些措施；文献[3]则对毕业论文质量的跟踪管理模式作了详细阐述；文献[4]从学生自身、选题、指导教师、管理几方面讨论目前本科毕业论文存在的问题及其改进途径；文献[5]谈到学生论文写作能力的培养以及教学方法、考核方式、科研教学等方面存在的误区。
这些文献探讨的结果具有指向性意义，但对于学生毕业论文写作实践的具体指导作用有限。
笔者在随机抽取30份计算机专业学生毕业论文（设计）文档的基础上，从篇章结构及行文、摘要、关键词、结论4个方面进行了具体的评析。
1 篇章结构及行文分析正确的论文写作过程应该是：确定主题一收集文献并分类一写文献综述，确定具体写（做）什么一安排论文结构一开始写作。
学生在此部分表现出的主要问题是欠缺谋篇布局和论文语言表达的能力。
1.1 无文献综述，从开篇到进入具体问题的讨论很突然案例1论文题目：仓库信息管理系统。
前言：中国自从加入WTO以后，面临着十分严峻的国内外经济环境，为了适应日趋激烈的市场竞争，企业需要对自己的经营状况有充分的了解，并且通过有效地管理，不断提高企业的绩效水平和经营效率……随着科学技术不断提高，计算机科学日渐成熟，其强大的功能已为人们深刻认识，它已进入人类作为计算机应用的一部分，使用计算机对物资信息进行管理，具有着手工管理所无法比拟的优点……因此，开发这样一套仓库信息管理软件成为很有必要的事情。
2011毕设--论文--分组密码算法DES的加密和解密的实现--杨策
分组密码算法DES的加密和解密的实现摘要随着信息社会的到来，人们在享受信息资源所带来的巨大的利益的同时，也面临着信息安全的严峻考验。
信息安全已经成为世界性的现实问题，信息安全问题已威胁到国家的政治、经济、军事、文化、意识形态等领域，同时，信息安全问题也是人们能否护自己的个人隐私的关键。
信息安全是社会稳定安全的必要前提条件。
本文是一篇讨论关于常用文件加密解密算法的毕业设计论文，它详细的讲述了文件加密解密算法实现的过程中所用到的方法、技术。
关键词：解密，文件加密，密码体制，DESI英文摘要ABSTRACTWith the advent of the information society, people in the enjoyment of information resources brought about tremendous benefits, but also faced with a letter Income security, a severe test. Information security has become a worldwide reality, information security has been a threat to the country's political .Governance, economic, military, cultural, ideological and other areas at the same time, the issue of information security is also a possibility of retaining their own personalPrivacy key. Information security and social stability is a necessary precondition for security.This article is a discussion paper on encryption and decryption algorithms commonly used in graduate design thesis, which documents in detail about the encryption and decryption process of algorithm used in the methods and techniques.Key words:Decryption，file encryption，cryptosystem，DESII目录前言 (1)第1章概述 (2)1.1 加密与解密 (2)1.2 单钥密码系统 (2)1.3 分组密码的总体结构 (4)1.4分组密码的安全性 (4)第2章DES算法简介 (5)2.1简介 (5)2.2 DES加密标准 (6)2.2.1 初始置换IP (7)2.2.2 IP-1是IP的逆置换 (7)2.2.3 DES算法的迭代过程 (8)2.2.4 子密钥的生成 (12)2.3 DES算法的解密过程 (13)第3章DES算法用C++语言实现 (14)3.1设置密钥函数des_setkey() (14)3.2 f函数和S函数f_func()和s_func() (14)3.3 DES算法的运行函数des_run( ) (16)3.4 DES算法的主函数void main() (18)3.5 DES的加密过程和举例 (19)3.6 DES算法的分析 (21) (22)结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)III前言密码学是伴随着战争发展起来的一门科学，其历史可以追溯到古代，并且还有过辉煌的经历。
【WORD格式论文原稿】3DES加密算法的设计与实现
3DES 加密算法的设计与实现宋佳河海大学水文水资源学院，南京(210098）E-mail：********************摘要：数据加密标准DES（Data Encryption Standard）是美国国家标准局于1977 年公布的数据加密标准，二十多年来，它一直在数据加密方面扮演了十分重要的角色，可见其设计思想的缜密和精细。
虽然随着解密技术的发展，DES 的安全性受到了一定的威胁，但其改进的3DES 算法却在很大程度弥补了DES 算法的缺陷，因此在数据加密方面得到了很广泛的应用。
本课题对3DES 算法进行分析和研究，并在此基础上用C 语言实现该算法，最终设计一个能对数据分组和文件进行高效加密的加密软件，为用户提供一种保证数据安全的方法。
关键词：数据加密标准DES；3DES；C 语言；实现中图分类号：TP309.7 文献标识码：A1 引言数据加密标准DES（Date Encryption Standard），是上个世纪70 年代问世的基于64 位明文分组，密钥长度为48×16 的加密标准。
随着计算机网络技术的发展，越来越多的信息都借助于网络来进行传输。
然而，黑客的出现使得信息在网络传输过程中受到各种各样的威胁、干扰和破坏，这不但影响了信息的有效传递，而且也可能由于信息的破坏给用户或者国家造成重大的损失。
为了杜绝或降低这种损失，利用加密技术对数据信息进行加密是一种有效的手段和方法。
而基于数据加密标准的DES（Date Encryption Standard）的三重DES（即3DES）有着高强度加密安全性能，且3DES 设计标准不一而足，有采用2 组密钥三重加密（本文就采取了这种方法），有采用三组加密密钥三重加密的。
然而由于它是基于DES 的三重加密，速度上自然不容乐观，但对DES 以及三重DES 的深入分析和理解，有利于研究和设计更好的密码算法，从而在一定程度上促进密码学的研究和发展。
基于混沌系统的DES加密算法的研究与实现
ｗａ ｌｏ ｐ ｏ ｏ ｅ ， ａ ｅ ｎ ｓ ｐ ｒａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆ ｗｏ ｍ ｅｈ ｄ ｏ ｃ ｒ ｅ ． ｅ ａｇ ｒ ｈ ｇ ｎ ｒ ｔ ｓａ ｓ ｒ ｐ ｓ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｕ ｅ ｄ ａ ｔ ｇ ｓｏ ｔ ｏ ｓｃ ｎ ｅ ｄ Ｔｈ ｌ ｏ ｔ ｍ ｅ ｅ ａｅ ＤＥＳ ｔ ｎ ｉ
统 和 ＤＥ Ｓ加 密 算 法 的 混 合 加 密 方 案 ， 该算 法利 用 Ｌ ｒｎ 沌 方 程 生 成 ＤＥ ｏｅｚ混 Ｓ所 需要 的密 钥 ，大 大 扩 展 了 ＤＥ Ｓ加
密算法的密钥空间，同时通过 ｃ ＋ ＋ 程序 实现 了该 加密算法 ，实验结果表 明该算法具有可行性。
关键词：混沌；ＤＥ Ｓ算法；密钥；Ｌ ｒｎ ｏｅｚ系统 ；数值仿真 中图分类号：Ｏ１７ ５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７ ．２ ｌ ０ ２０ —２ ３０ ６ ４３ ６ （ １）４０ ７ ．４ ２
过 程 中，起 到 了非常重 要 的作 用 。
Ｄ Ｓ是典 型 的迭 代密 码算法 ， 用 生成 的 ５ 子密 钥对 ６ 的数据 块进 行加 密 ， Ｓ加 密算法 是通 Ｅ 使 ６位 ４位 ＤＥ
过 一系列的置 换 、迭代和 分组 把 ６ ４位 的 明文输 入块 变 为 ６ 的密 文输 入块 。 ４位
２ ２年 ８ 月 ０ｌ
基 于 混 沌 系统 的 ＤＥＳ加 密算 法 的研 究 与实 现
徐健楠 ，王贺元
（ 宁－ 业 大学 理 学 院，辽 宁 锦 州 辽 Ｉ ２ １１０ ） ２ ０ １
摘
要：介绍了 Ｄ Ｓ加密算法和 混沌 加密算法 ，在结合两者优 良特性 的基础上 ，提 出了一种基于 Ｌ ｒｎ Ｅ ｏｅｚ系
一
—
Ｉ＝ 十 ｙ 三 一 ｘ
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表 1 对话框控件设计及属性
图 6 New 菜单命令的弹出对话框
选择 MFC APPVZARD，输入 project name 和 location，单击 ok 出现以图 7 所示对话框。
(3) 使对话框控件与变量关联。按 Ctrl+W 键运 行类向导 ：
图 7 MFC AppWizard-Step1 对话框
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图 9 ClassWizard 对话框
并选择 Member Variables 属性页，然后选择 欲添加变量的控件并单击 Add Variables 按钮，在
弹出对话框中按如下表设置变量名及其类型。
表 2 控件对应的成员变量表
3 用 VC++ 实现一个简单的文件加密系统
创建应用程序框架 ： (1) 在 File 菜单上，单击 New 菜单项，弹出图 6 所示的对话框。
图 8 已创新工程大体框架
(2) 根据所要实现的效果设计界面，将所需的控 键拖入对话框中，并设定相应的属性。
我们所需实现的功能是 ：(1) 读入明文，输入 密钥，加密，显示密文，输出密文 ；(2) 读入密文， 输入密钥，解密，显示明文，输出明文。
输入输出文件路径
m_Key
输入密钥
m_Original 输出原文
m_PlainText 输入明文
(4) 为 了 实 现 程 序 的 功 能， 还 需 要 为 控 件 的
事件进行映射，按 C t r l + W 键启动类向导，选择
Message Maps 标签，为控件添加消息响应函数，
如表 3 所示。
作者简介 ：周文婷 (1983 － )，女，硕士，助教，主要从事 机电一体化方向研究。 收稿日期 ：2012-06-06
《网络安全原理与应用》 作 者 ：陈志德 , 许力 出 版 社 ：电子工业出版社 出版时间 ：2012-06 I S B N ：9787121171901 内容简介 ：
An Improvement Method to Implement the DES(Data Encryption Standard) Encryption Algorithm ZHOU Wen-ting,MA Feng-wei,KONG Qing
(Jining Institute of Technology, Jining, Shandong 272000,China) Abstract: The DES(Data Encryption Standard) encryption algorithm is one kind of block cipher, which is safer by using two technologies: substitution or transposition of the encrypt blocks repeatedly, get the ciphertext after 16 times of transformation, but the key and the life cycle are too short, computing speed is too slow. In this paper, the theory of the DES encryption is introduced first, then by the improvement of the "Extended Operations E", "S-box & P-box computing”, as well as the 16 times iterative process, DES encryption algorithm computing speed has been greatly improved. Key words: DES encryption algorithm;improvement;Extended Operations E;S-box & P-box computing
2012.07 14
computer 学 术 . 技 术s e c u r i t y
选择 dialoቤተ መጻሕፍቲ ባይዱbased，其他按默认处理，按下一步， 直到完成，形成如图 8 所示界面。
图 5 循环运算流程图
8 轮循环得到的结果就是所需的密文，最后将 密文进行还原调整即逆变换，存入到指针指向的数 据单元中，指针向下移 8 位，指向下一个数据单 元， 重 复 以 上 操 作， 直 到 输 入 明 文 的 所 有 数 据 块 转为 DES 密文，将密文输入到变量 m_C 中，调用 函数 CStringToUnsignedChar(m_PlainText,p);， UnsignedCharToBinary(p,block, m_C); 将密文 以二进制码的形式显示。
图 2 密钥结构图
(2) 将 48 位的密钥按如下方式存放在两个长整 型数据单元，也就是 8 个字节中。每个字节中存放 6 位密钥。
图 3 密钥存储方式图
第一个长整型数据中存放 1，3，5，7 部分，第 二个长整型数据中存放 2，4，6，8 部分。如此循 环操作，将 16 个子密钥存放到 32 个长整型数据中。
computer s e c u r i t y学 术 . 技 术
普遍性，这里就不多介绍。 用 MFC 所实现的系统如图 10 所示界面。
其 中 设 置 I D C _ K 时， 设 置 M a x i m u m
Character 为 8, 即密钥长度为 8
各变量含义 ：m_C 密文
m_sfile
computer 学 术 . 技 术s e c u r i t y
基于 ＤＥＳ 算法的文件加密系统的设计与实现
周文婷，马凤伟，孔 庆
( 济宁职业技术学院，山东 济宁 272000）
摘 要 ：随着互联网的普及，信息安全问题逐渐成为热点问题。DES 算法，全称为数据加密标准，是一种对二元数据进行加密 的算法，通过反复使用加密组块替代和换位两种技术，经过 16 轮的变换后得到密文，安全性高，在 POS、ATM、磁卡及智能卡（IC 卡）、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用。首先简要介绍了 D E S 算法的原理和流程，分析设计了用 V C + + 实现 D E S 加 解密的核心算法，在此基础上制作完成了一个文件加密系统。 关键词 ：DES 算法 ；文件加密系统 ；VC++
0 引言
随着互联网的普及，人们越来越多地使用计算 机网络来传递安全敏感信息，如网上银行业务、商 业数据交换、网上交易电子支付系统等，信息安全 的重要保障方法——“数据加密”逐渐成为备受关 注的热点问题。D E S 算法，全称为数据加密标准， 是一种对二元数据进行加密的算法，通过反复使用 加密组块替代和换位两种技术，经过 16 轮的变换 后得到密文，安全性高，属于分组密码算法中最有 名的两种常规密码算法之一。目前在国内，DES 算 法在 P O S、A T M、磁卡及智能卡（I C 卡）、加油 站、高速公路收费站等领域被广泛应用，以此来实 现关键数据的保密，如信用卡持卡人的 PIN 的加密 传输，I C 卡与 P O S 间的双向认证、金融交易数据
图 10 系统界面
经过测试，该文件加密系统所实现的功能符合 要求。
4 结论
本文首先简要介绍了 DES 算法的原理和流程， 分析设计了用 VC++ 实现 DES 加解密的核心算法， 在此基础上制作完成了一个文件加密系统，通过测 试验证该加密系统所实现的功能符合要求。
参考文献 [1] 张福泰等 , 密码学教程 [ M ] , 武汉 ：武汉大学出版社 , 2006. [2] 李联 , 信息安全中的 DES 加密算法 [J], 现代电子技术 , 2005, 9(2):207-211. [3] 胡长年 , DES 加密技术及 VC++ 的程序实现 [J], 化工时 刊 , 2004, 18(8):121-125.
基金项目 ：国家“星火”计划（2011GA74038）资助项目。
2012.07 13
输出 Li=Ri-1，Ri=Li-1 足 f (Ri-1，K)，经过 16 轮运 算，得到 X16=L16R16 ；
(3) 对 X16 进行逆变换，得 64 比特密文 ； (4) 最后进行逆变换得出密文。 加密和解密采用相同的密钥，因而它属于对称 密码体制。
加密过程 ： (1) 对 64 位明文分组进行初始置换产生一个 64 比特的输出 X0=L0R0 ； (2) 对 X0 进行 16 轮重复的依赖于密钥的置换 运算，它包含一个加密函数 f 和一个密钥生成函 数，由密钥生成函数生成子密钥 k1, k2 k16, 我们 用每一轮的 X i= L iR i(1 ≤ i ≤ 16) 来表示每一轮的
表 3 为控件映射消息
目 前 为 止， 所 需 要 的 对 话 已 基 本 完 成， 接 下 来只需为响应函数添加代码并添加必要的其他函 数实现所需的功能，其中核心算法是 O n E n c B ( )， OnDecB()，只需根据上面介绍的算法原理调用相应 的函数即可。
由于其他响应函数的实现方法较简单，且具有
本书主要系统地介绍了网 球安全的基本原理和基本应
用。全书主要分理论篇和试验篇，共 19 章，主要包括 引论、对称密码、公钥密码、安全协议、操作系统安全、 多媒体信息安全、防火墙、入侵检测、病毒原理与防范、 数据库安全技术、无限网络安全等网络安全原理，以及 Windows Server 服务器安全配置试验、Web 检测试验、密 码试验、系统扫描试验、网络监控与嗅探试验、破译与 攻击试验、防火墙试验和入侵检测试验等网络安全实验 与应用。
computer s e c u r i t y学 术 . 技 术
2 用 VC++ 编程实现 DES 加解密