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DES算法的简介及编程实现

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des算法s合计算规则

des算法s合计算规则

des算法s合计算规则摘要：1.算法简介2.目标与策略3.算法实现4.应用场景5.总结与展望正文：1.算法简介DES算法是一种对称加密算法，它基于密钥对数据进行加密和解密。

DES 算法采用64位密钥，其中8位用于奇偶校验，用户实际可用的密钥长度为56位。

DES算法的加密过程包括分组、置换、S盒替换和P盒替换等步骤。

解密过程与加密过程相反。

2.目标与策略DES算法的主要目标是实现快速、安全的加密和解密。

为了达到这个目标，DES算法采用了对称密钥体制，即加密和解密使用相同的密钥。

同时，DES算法采用了各种复杂的算法设计策略，如S盒替换和P盒替换等，以增强加密强度。

3.算法实现DES算法的实现过程分为以下几个步骤：(1) 分组：将明文或密文分成64位一组，不足64位的，在末尾用0补足。

(2) 置换：将每组的第8位与第7位进行交换，然后将第1位与第6位、第2位与第5位、第3位与第4位进行交换。

(3) S盒替换：将经过置换后的64位数据分成8组，每组8位，然后通过查表的方式，将每组的8位数据替换为对应的S盒替换值。

(4) P盒替换：将经过S盒替换后的数据，再进行一次P盒替换。

P盒替换是根据置换后的数据与密钥的对应关系进行替换。

(5) 加密/解密：将替换后的数据进行16轮加密（或解密），每轮加密（或解密）包括一个S盒替换和一个P盒替换。

(6) 输出：加密后的数据或解密后的数据。

4.应用场景DES算法广泛应用于网络通信、数据存储等领域，为用户提供安全的数据加密和解密服务。

由于DES算法的密钥长度较短，随着计算机技术的发展，DES算法的安全性逐渐降低。

目前，DES算法主要用于低安全需求的场景，如内部通信等。

5.总结与展望DES算法作为对称加密算法的代表，曾在信息安全领域发挥了重要作用。

然而，随着计算机技术的发展和加密算法的不断进步，DES算法的安全性逐渐降低，已不再是信息安全领域的首选加密算法。

DES算法及其程序实现

DES算法及其程序实现

DES算法及其程序实现一．D ES算法概述①DES算法为密码体制中的对称密码体制，又被成为美国数据加密标准，是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制加密算法。

明文按64位进行分组，密钥长64位，密钥事实上是56位参与DES运算（第8、16、24、32、40、48、56、64位是校验位，使得每个密钥都有奇数个1）分组后的明文组和56位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。

②DES算法的特点：分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。

③DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块，它所使用的密钥也是64位，整个算法的主流程图如下：二．D ES算法的编程实现#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;const static char ip[] = { //IP置换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};const static char fp[] = { //最终置换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};const static char sbox[8][64] = { //s_box/* 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, 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,/* S5 */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,/* S6 */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,/* S7 */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,/* S8 */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 };const static char rar[] = { //压缩置换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};const static char ei[] = { //扩展置换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, 1const static char Pzh[]={ //P置换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};const static char Keyrar[]={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};bool key[16][48]={0},/*rekey[16][48],*/char key_in[8];void ByteToBit(bool *Out,char *In,int bits) //字节到位的转换{int i;for(i=0;i<bits;i++)Out[i]=(In[i/8]>>(i%8))&1;}void BitToByte(char *Out,bool *In,int bits) //位到字节转换{for(int i=0;i<bits/8;i++)Out[i]=0;for(i=0;i<bits;i++)Out[i/8]|=In[i]<<(i%8); //"|="组合了位操作符和赋值操作符的功能}void Xor(bool *InA,const bool *InB,int len) //按位异或{for(int i=0;i<len;i++)InA[i]^=InB[i];}void keyfc(char *In) //获取密钥函数{int i,j=0,mov,k;bool key0[56],temp,keyin[64];ByteToBit(keyin,In,64); //字节到位的转换for(i=0;i<56;i++) //密钥压缩为56位key0[i]=keyin[Keyrar[i]-1];for(i=0;i<16;i++) //16轮密钥产生{if(i==0||i==1||i==8||i==15)mov=1;elsemov=2;for(k=0;k<mov;k++) //分左右两块循环左移{for(int m=0;m<8;m++){temp=key0[m*7];for(j=m*7;j<m*7+7;j++)key0[j]=key0[j+1];key0[m*7+6]=temp;}temp=key0[0];for(m=0;m<27;m++)key0[m]=key0[m+1];key0[27]=temp;temp=key0[28];for(m=28;m<55;m++)key0[m]=key0[m+1];key0[55]=temp;}for(j=0;j<48;j++) //压缩置换并储存key[i][j]=key0[rar[j]-1];}}void DES(char Out[8],char In[8],bool MS)//加密核心程序,ms=0时加密，反之解密{bool MW[64],tmp[32],PMW[64]; //注意指针bool kzmw[48],keytem[48],ss[32];int hang,lie;ByteToBit(PMW,In,64);for(int j=0;j<64;j++){MW[j]=PMW[ip[j]-1]; //初始置换}bool *Li=&MW[0],*Ri=&MW[32];for(int i=0;i<48;i++) //右明文扩展置换kzmw[i]=Ri[ei[i]-1]; //注意指针if(MS==0) //DES加密过程{for(int lun=0;lun<16;lun++){for(i=0;i<32;i++)ss[i]=Ri[i];for(i=0;i<48;i++) //右明文扩展置换kzmw[i]=Ri[ei[i]-1]; //注意指针for(i=0;i<48;i++)keytem[i]=key[lun][i]; //轮密钥Xor(kzmw,keytem,48);/*S盒置换*/for(i=0;i<8;i++){hang=kzmw[i*6]*2+kzmw[i*6+5];lie =kzmw[i*6+1]*8+kzmw[i*6+2]*4+kzmw[i*6+3]*2+kzmw[i*6+4];tmp[i*4+3]=sbox[i][(hang+1)*16+lie]%2;tmp[i*4+2]=(sbox[i][(hang+1)*16+lie]/2)%2;tmp[i*4+1]=(sbox[i][(hang+1)*16+lie]/4)%2;tmp[i*4]=(sbox[i][(hang+1)*16+lie]/8)%2;}for(int i=0;i<32;i++) //P置换Ri[i]=tmp[Pzh[i]-1];Xor(Ri,Li,32); //异或for(i=0;i<32;i++) //交换左右明文{Li[i]=ss[i];}}for(i=0;i<32;i++){tmp[i]=Li[i];Li[i]=Ri[i];Ri[i]=tmp[i];}for(i=0;i<64;i++)PMW[i]=MW[fp[i]-1];BitToByte(Out,PMW,64); //位到字节的转换}else //DES解密过程{for(int lun=15;lun>=0;lun--){for(i=0;i<32;i++)ss[i]=Ri[i];for(int i=0;i<48;i++) //右明文扩展置换kzmw[i]=Ri[ei[i]-1]; //注意指针for(i=0;i<48;i++)keytem[i]=key[lun][i]; //轮密钥Xor(kzmw,keytem,48);/*S盒置换*/for(i=0;i<8;i++){hang=kzmw[i*6]*2+kzmw[i*6+5];lie =kzmw[i*6+1]*8+kzmw[i*6+2]*4+kzmw[i*6+3]*2+kzmw[i*6+4];tmp[i*4+3]=sbox[i][(hang+1)*16+lie]%2;tmp[i*4+2]=(sbox[i][(hang+1)*16+lie]/2)%2;tmp[i*4+1]=(sbox[i][(hang+1)*16+lie]/4)%2;tmp[i*4]=(sbox[i][(hang+1)*16+lie]/8)%2;}for(i=0;i<32;i++) //P置换Ri[i]=tmp[Pzh[i]-1];Xor(Ri,Li,32); //异或for(i=0;i<32;i++) //交换左右明文{Li[i]=ss[i];}}for(i=0;i<32;i++){tmp[i]=Li[i];Li[i]=Ri[i];Ri[i]=tmp[i];}for(i=0;i<64;i++)PMW[i]=MW[fp[i]-1];BitToByte(Out,PMW,64); //位到字节的转换}}void main(){char Ki[8],jm[8],final[8];int i0;cout<<"请输入密钥（8字节）："<<endl;for(i0=0;i0<8;i0++)cin>>Ki[i0];keyfc(Ki);cout<<"请输入明文："<<endl;for(i0=0;i0<8;i0++)cin>>jm[i0];DES(final,jm,0);cout<<"加密后："<<endl;//加密for(i0=0;i0<8;i0++)cout<<final[i0];cout<<endl;cout<<"解密后："<<endl;DES(jm,final,1); //解密for(i0=0;i0<8;i0++)cout<<jm[i0];cout<<endl;}三．实例描述1.加密字母,运行结果如下:2.加密汉字,运行结果如下:。

des算法标准代码

des算法标准代码

des算法标准代码一、概述DES（数据加密标准）是一种常用的对称加密算法，它使用64位的密钥对数据进行加密和解密。

本标准代码文档旨在提供DES算法的完整实现，以便读者了解其工作原理和实现细节。

二、算法描述1. 密钥生成：DES算法使用一个56位的密钥，通过一系列复杂的算法将其转换为64位的数据。

2. 加密过程：加密过程包括三个步骤：初始置换、分组和迭代。

在迭代过程中，每个分组被替换为新的分组，并使用密钥进行置换和移位操作。

3. 解密过程：解密过程与加密过程类似，但使用与加密时相反的置换和移位操作。

三、代码实现以下是一个简单的Python实现示例：```pythonfrom Crypto.Cipher import DESfrom Crypto.Util.Padding import pad, unpadfrom binascii import hexlify, unhexlifyimport random# 密钥生成函数def generate_key(bit_length=8):key = [0]*64for i in range(bit_length//8):random.shuffle(key[:8]) # 使用随机数填充8字节密钥的一部分 if i != bit_length//8-1: # 最后一位用校验位替代，所以不算进bit_length长度中random.shuffle(key[8:]) # 对剩余字节打乱顺序，以保护剩余部分的秘密性return key.tolist() # 转换为列表便于序列化处理# DES加密/解密函数def des_encrypt(data, key):des = DES.new(key, DES.MODE_ECB) # 使用ECB模式进行加密padded_data = pad(data.encode(), DES.block_size) # 对数据进行填充处理encrypted_data = des.encrypt(padded_data) # 进行加密操作return encrypted_data.hex() # 将加密结果转换为十六进制字符串方便查看def des_decrypt(encrypted_data, key):des = DES.new(key, DES.MODE_ECB) # 使用ECB模式进行解密操作decrypted_data = des.decrypt(unhexlify(encrypted_data)) # 进行解密操作，并将结果解码为原始数据return unpad(decrypted_data).decode() # 将解密结果进行去填充处理，并解码为原始字符串返回```四、使用示例以下是一个简单的使用示例：```python# 生成随机密钥，这里假设使用长度为8字节的密钥，根据实际情况进行修改即可key = generate_key()print("Generated key: {}".format(hexlify(key)))# 要加密的数据（这里使用字符串“Hello World”作为示例）data = "Hello World"print("Original data: {}".format(data))encrypted_data = des_encrypt(data, key) # 对数据进行加密操作，并输出加密结果（十六进制字符串）print("Encrypted {}".format(encrypted_data))decrypted_data = des_decrypt(encrypted_data, key) # 对加密结果进行解密操作，并输出解密结果（原始字符串）print("Decrypted {}".format(decrypted_data))```请注意，这只是一个简单的示例代码，用于演示DES算法的实现和基本用法。

DES例题详解

DES例题详解

DES例题详解摘要：一、DES加密算法简介1.DES加密原理2.DES算法结构二、DES例题详解1.实例一：DES加密过程解析2.实例二：DES解密过程解析3.实例三：DES加密解密实战应用三、DES加密算法的优缺点1.优点2.缺点四、DES算法的改进与延伸1.三重DES算法2.AES加密算法正文：一、DES加密算法简介1.DES加密原理DES加密算法是一种对称加密算法，其加密过程是将明文经过16轮的加密操作，最终生成密文。

DES算法依赖于密钥，相同的明文使用相同的密钥加密后，得到的密文相同。

2.DES算法结构DES算法的主要结构包括：置换、替换、S盒替换和置换。

其中，置换操作是将明文分成左右两部分，分别进行加密；替换操作是将置换后的明文部分进行替换；S盒替换是将替换后的明文部分通过S盒进行替换；最后再进行置换操作，得到密文。

二、DES例题详解1.实例一：DES加密过程解析假设明文为：ABCDEF，密钥为：123456。

（1）置换：将明文分成左右两部分，分别为ABC和DEF。

（2）替换：将左右两部分分别进行替换操作，得到：TFEC和ADCB。

（3）S盒替换：将替换后的左右两部分分别进行S盒替换，得到：XYZAB和MPQST。

（4）再置换：将替换后的两部分进行置换，得到密文：MPQSTXYZAB。

2.实例二：DES解密过程解析假设密文为：MPQSTXYZAB，密钥为：123456。

（1）解密置换：将密文进行解密置换，得到：ABCDEF。

（2）解密替换：将解密后的密文部分进行解密替换，得到：TFECB和ADCB。

（3）解密S盒替换：将解密后的左右两部分分别进行解密S盒替换，得到：XYZAB和MPQST。

（4）再解密置换：将解密后的两部分进行解密置换，得到明文：ABCDEF。

3.实例三：DES加密解密实战应用在实际应用中，DES加密解密算法广泛应用于数据保护、网络安全等领域。

以下是一个简单的DES加密解密实战应用示例：明文：Hello, World!密钥：1234561.使用DES加密算法加密明文：- 置换：将明文分成左右两部分，分别为Hello和World。

des子密钥生成算法实现

des子密钥生成算法实现

des子密钥生成算法实现
DES算法，英文全称为Data Encryption Standard，即为“数据加密标准”。

该算法的加密和解密过程都是基于密钥进行的，因此密钥的安全性至关重要。

为了确保加密过程的安全性，DES算法对密钥进行了复杂的生成方式。

DES算法的密钥长度为64位，虽然DES算法被认为是一种强加密算法，但由于密钥长度较短，因此仍具有一定的被破解的可能性。

为了增强密码强度，可以采用“三重DES”或“高级加密标准（AES）”等更为安全的加密算法。

DES算法中的密钥生成算法是为了生成子密钥，该过程一般分为三个步骤：
1. 使用密钥置换表进行密钥置换：将64位的密钥按照密钥置换表进行置换，得到56位的密钥。

2. 对56位的密钥进行分组操作：将56位的密钥分成两个28位的半密钥，分别称为左半密钥和右半密钥。

3. 对左、右半密钥进行移位和置换操作：经过16轮迭代操作，将左、右半密钥进行不同方式的移位、置换和替换操作，最终生成16个48位的子密钥。

在DES算法中，密钥生成算法的实现是非常重要的，它决定了加密效果的好坏和安全性的高低。

在进行DES算法加密过程之前，密钥的生成和保护工作必须得到充分的重视。

总之，密钥生成算法是DES算法中的重要一环，它能够保证加密过程的安全性并增强密钥的复杂度。

在实际应用中，可根据需求采用更为安全的加密算法，确保数据的安全。

des算法的设计与实现

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。

des密码算法程序c语言

des密码算法程序c语言

des密码算法程序c语言一、概述DES（数据加密标准）是一种常用的对称加密算法，它采用64位的密钥，对数据进行加密和解密。

本程序使用C语言实现DES算法，包括密钥生成、数据加密和解密等操作。

二、算法实现1.密钥生成：使用初始置换算法IP(56位)将明文转化为56位的分组，再将该分组经过一系列的逻辑函数F进行6轮处理，最终生成一个56位的密文。

其中密钥包括56位数据位和8位奇偶校验位。

2.数据加密：将需要加密的数据转化为56位的分组，再经过DES 算法处理，得到密文。

3.数据解密：将密文经过DES算法处理，还原成原始明文。

三、程序代码```c#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>//DES算法参数定义#defineITERATIONS6//加密轮数#defineKEY_LENGTH8//密钥长度，单位为字节#defineBLOCK_SIZE8//数据分组长度，单位为字节#definePADDINGPKCS7Padding//填充方式#defineMAX_INPUT_LENGTH(BLOCK_SIZE*2)//数据输入的最大长度//初始置换函数voidinit_permutation(unsignedcharinput[BLOCK_SIZE]){inti;for(i=0;i<BLOCK_SIZE;i++){input[i]=i;}}//逻辑函数F的定义voidlogic_function(unsignedcharinput[BLOCK_SIZE],unsigned charoutput[BLOCK_SIZE]){inti;for(i=0;i<BLOCK_SIZE;i++){output[i]=input[(i+1)%BLOCK_SIZE]^input[i]^(i+1)/BLOCK_SI ZE;}}//DES算法主函数voiddes_encrypt(unsignedchar*input,unsignedchar*output){ unsignedcharkey[KEY_LENGTH];//密钥数组unsignedchariv[BLOCK_SIZE];//初始置换的输入数组unsignedcharciphertext[MAX_INPUT_LENGTH];//密文数组unsignedcharpadding[BLOCK_SIZE];//填充数组unsignedintlength=strlen((char*)input);//数据长度（以字节为单位）unsignedintpadding_length=(length+BLOCK_SIZE-1)%BLOCK_SIZE;//需要填充的字节数unsignedintround=0;//加密轮数计数器unsignedintj=0;//数据指针，用于循环读取数据和填充数据intkey_offset=((1<<(32-KEY_LENGTH))-1)<<(32-(ITERATIONS*BLOCK_SIZE));//密钥索引值，用于生成密钥数组和填充数组的初始值unsignedintk=0;//DES算法中每个轮次的密钥索引值，用于生成每个轮次的密钥数组和填充数组的值unsignedintkplus1=(k+1)%((1<<(32-BLOCK_SIZE))-1);//DES算法中每个轮次的密钥索引值加一后的值，用于下一个轮次的密钥生成charseed[32];//使用MD5作为初始种子值生成随机数序列chartmp[MAX_INPUT_LENGTH];//临时变量数组，用于数据交换和中间计算结果存储等操作time_tt;//时间戳变量，用于生成随机数序列的种子值srand((unsignedint)time(&t));//设置随机数种子值，确保每次运行生成的随机数序列不同init_permutation(iv);//初始置换操作，将输入数据转化为56位分组（需要重复填充时）或一个随机的分组（不需要重复填充时）memcpy(key,key_offset,sizeof(key));//将初始化的密钥数组复制到相应的位置上，以便于接下来的轮次生成不同的密钥值memcpy(padding,seed,sizeof(seed));//将种子值复制到填充数组中，以便于接下来的轮次生成不同的随机数序列值for(round=0;round<ITERATIONS;round++){//进行加密轮次操作，每轮包括。

DES算法代码及实验报告

DES算法代码及实验报告

DES算法代码及实验报告DES算法（Data Encryption Standard，数据加密标准）是一种对称密钥加密算法，是密码学中最为经典的算法之一、DES算法的核心是Feistel结构，通过将明文分成多个块，然后对每个块进行一系列的置换和替换操作，最后得到密文。

本文将给出DES算法的代码实现，并进行实验报告。

一、DES算法的代码实现：以下是使用Python语言实现的DES算法代码：```pythondef str_to_bitlist(text):bits = []for char in text:binval = binvalue(char, 8)bits.extend([int(x) for x in list(binval)])return bitsdef bitlist_to_str(bits):chars = []for b in range(len(bits) // 8):byte = bits[b * 8:(b + 1) * 8]chars.append(chr(int(''.join([str(bit) for bit in byte]), 2)))return ''.join(chars)def binvalue(val, bitsize):binary = bin(val)[2:] if isinstance(val, int) elsebin(ord(val))[2:]if len(binary) > bitsize:raise Exception("Binary value larger than the expected size.")while len(binary) < bitsize:binary = "0" + binaryreturn binarydef permute(sbox, text):return [text[pos - 1] for pos in sbox]def generate_round_keys(key):key = str_to_bitlist(key)key = permute(self.permuted_choice_1, key)left, right = key[:28], key[28:]round_keys = []for i in range(16):left, right = shift(left, self.shift_table[i]), shift(right, self.shift_table[i])round_key = left + rightround_key = permute(self.permuted_choice_2, round_key)round_keys.append(round_key)return round_keysdef shift(bits, shift_val):return bits[shift_val:] + bits[:shift_val]def xor(bits1, bits2):return [int(bit1) ^ int(bit2) for bit1, bit2 in zip(bits1, bits2)]def encrypt(text, key):text_bits = str_to_bitlist(text)round_keys = generate_round_keys(key)text_bits = permute(self.initial_permutation, text_bits)left, right = text_bits[:32], text_bits[32:]for i in range(16):expansion = permute(self.expansion_table, right)xor_val = xor(round_keys[i], expansion)substitution = substitute(xor_val)permut = permute(self.permutation_table, substitution)temp = rightright = xor(left, permut)left = tempreturn bitlist_to_str(permute(self.final_permutation, right + left))```二、DES算法的实验报告：1.实验目的通过实现DES算法，加深对DES算法原理的理解，验证算法的正确性和加密效果。

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实验一DES算法实验目的：1.深入了解DES算法的原理、特点、密钥及输入输出2.通过编程来模拟DES算法的加密及解密过程实验内容：一．D ES算法概述①DES算法为密码体制中的对称密码体制，又被成为美国数据加密标准，是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制加密算法。

明文按64位进行分组，密钥长64位，密钥事实上是56位参与DES运算（第8、16、24、32、40、48、56、64位是校验位，使得每个密钥都有奇数个1）分组后的明文组和56位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。

②DES算法的特点：分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。

③DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块，它所使用的密钥也是64位，整个算法的主流程图如下：二．D ES算法的编程实现#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;const static char ip[] = { //IP置换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};const static char fp[] = { //最终置换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};const static char sbox[8][64] = { //s_box/* 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, 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,/* S5 */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,/* S6 */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,/* S7 */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,/* S8 */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 };const static char rar[] = { //压缩置换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};const static char ei[] = { //扩展置换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};const static char Pzh[]={ //P置换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};const static char Keyrar[]={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};bool key[16][48]={0},/*rekey[16][48],*/char key_in[8];void ByteToBit(bool *Out,char *In,int bits) //字节到位的转换{int i;for(i=0;i<bits;i++)Out[i]=(In[i/8]>>(i%8))&1;}void BitToByte(char *Out,bool *In,int bits) //位到字节转换{for(int i=0;i<bits/8;i++)Out[i]=0;for(i=0;i<bits;i++)Out[i/8]|=In[i]<<(i%8); //"|="组合了位操作符和赋值操作符的功能}void Xor(bool *InA,const bool *InB,int len) //按位异或{for(int i=0;i<len;i++)InA[i]^=InB[i];}void keyfc(char *In) //获取密钥函数{int i,j=0,mov,k;bool key0[56],temp,keyin[64];ByteToBit(keyin,In,64); //字节到位的转换for(i=0;i<56;i++) //密钥压缩为56位key0[i]=keyin[Keyrar[i]-1];for(i=0;i<16;i++) //16轮密钥产生{if(i==0||i==1||i==8||i==15)mov=1;elsemov=2;for(k=0;k<mov;k++) //分左右两块循环左移{for(int m=0;m<8;m++){temp=key0[m*7];for(j=m*7;j<m*7+7;j++)key0[j]=key0[j+1];key0[m*7+6]=temp;}temp=key0[0];for(m=0;m<27;m++)key0[m]=key0[m+1];key0[27]=temp;temp=key0[28];for(m=28;m<55;m++)key0[m]=key0[m+1];key0[55]=temp;}for(j=0;j<48;j++) //压缩置换并储存key[i][j]=key0[rar[j]-1];}}void DES(char Out[8],char In[8],bool MS)//加密核心程序,ms=0时加密，反之解密{bool MW[64],tmp[32],PMW[64]; //注意指针bool kzmw[48],keytem[48],ss[32];int hang,lie;ByteToBit(PMW,In,64);for(int j=0;j<64;j++){MW[j]=PMW[ip[j]-1]; //初始置换}bool *Li=&MW[0],*Ri=&MW[32];for(int i=0;i<48;i++) //右明文扩展置换kzmw[i]=Ri[ei[i]-1]; //注意指针if(MS==0) //DES加密过程{for(int lun=0;lun<16;lun++){for(i=0;i<32;i++)ss[i]=Ri[i];for(i=0;i<48;i++) //右明文扩展置换kzmw[i]=Ri[ei[i]-1]; //注意指针for(i=0;i<48;i++)keytem[i]=key[lun][i]; //轮密钥Xor(kzmw,keytem,48);/*S盒置换*/for(i=0;i<8;i++){hang=kzmw[i*6]*2+kzmw[i*6+5];lie =kzmw[i*6+1]*8+kzmw[i*6+2]*4+kzmw[i*6+3]*2+kzmw[i*6+4];tmp[i*4+3]=sbox[i][(hang+1)*16+lie]%2;tmp[i*4+2]=(sbox[i][(hang+1)*16+lie]/2)%2;tmp[i*4+1]=(sbox[i][(hang+1)*16+lie]/4)%2;tmp[i*4]=(sbox[i][(hang+1)*16+lie]/8)%2;}for(int i=0;i<32;i++) //P置换Ri[i]=tmp[Pzh[i]-1];Xor(Ri,Li,32); //异或for(i=0;i<32;i++) //交换左右明文{Li[i]=ss[i];}}for(i=0;i<32;i++){tmp[i]=Li[i];Li[i]=Ri[i];Ri[i]=tmp[i];}for(i=0;i<64;i++)PMW[i]=MW[fp[i]-1];BitToByte(Out,PMW,64); //位到字节的转换}else //DES解密过程{for(int lun=15;lun>=0;lun--){for(i=0;i<32;i++)ss[i]=Ri[i];for(int i=0;i<48;i++) //右明文扩展置换kzmw[i]=Ri[ei[i]-1]; //注意指针for(i=0;i<48;i++)keytem[i]=key[lun][i]; //轮密钥Xor(kzmw,keytem,48);/*S盒置换*/for(i=0;i<8;i++){hang=kzmw[i*6]*2+kzmw[i*6+5];lie =kzmw[i*6+1]*8+kzmw[i*6+2]*4+kzmw[i*6+3]*2+kzmw[i*6+4];tmp[i*4+3]=sbox[i][(hang+1)*16+lie]%2;tmp[i*4+2]=(sbox[i][(hang+1)*16+lie]/2)%2;tmp[i*4+1]=(sbox[i][(hang+1)*16+lie]/4)%2;tmp[i*4]=(sbox[i][(hang+1)*16+lie]/8)%2;}for(i=0;i<32;i++) //P置换Ri[i]=tmp[Pzh[i]-1];Xor(Ri,Li,32); //异或for(i=0;i<32;i++) //交换左右明文{Li[i]=ss[i];}}for(i=0;i<32;i++){tmp[i]=Li[i];Li[i]=Ri[i];Ri[i]=tmp[i];}for(i=0;i<64;i++)PMW[i]=MW[fp[i]-1];BitToByte(Out,PMW,64); //位到字节的转换}}void main(){char Ki[8],jm[8],final[8];int i0;cout<<"请输入密钥（8字节）："<<endl;for(i0=0;i0<8;i0++)cin>>Ki[i0];keyfc(Ki);cout<<"请输入明文："<<endl;for(i0=0;i0<8;i0++)cin>>jm[i0];DES(final,jm,0);cout<<"加密后："<<endl;//加密for(i0=0;i0<8;i0++)cout<<final[i0];cout<<endl;cout<<"解密后："<<endl;DES(jm,final,1); //解密for(i0=0;i0<8;i0++)cout<<jm[i0];cout<<endl;}三．实例描述1.加密字母,运行结果如下:2.加密汉字,运行结果如下:四．D ES算法的安全性DES算法为密码体制中的对称密码体制。

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