加密法随机数生成器
除了传统的线性同余法（即C语言里的rand())产生伪随机数外，还可以用密码来编写能够生成强伪随机数的伪随机数生成器。密码的机密性是支撑伪随机数生成器不可预测性的基础。原理如下图：
有关的DES 的 openssl API和数据结构:
openssl 有关的DES 的API和数据结构
void DES_string_to_key(const char *str, DES_cblock *key)//根据字符串生成ke
int DES_set_key_checked(const_DES_cblock *key, DES_key_schedule *schedule);//设置密码表，并进行校验
void DES_set_key_unchecked(const_DES_cblock *key, DES_key_schedule *schedule);//设置密码表，不需要校验
void DES_ecb_encrypt(const_DES_cblock *input, DES_cblock *output, DES_key_schedule *ks, int enc);//DES ECB模式加解密API
参数说明：
input：输入数据，8字节
output：输出数据，8字节
ks：密钥
enc：加密-DES_ENCRYPT，解密-DES_DECRYPT
typedef unsigned char DES_cblock[8];
typedef unsigned char const_DES_cblock[8];
typedef struct DES_ks
{
union
{
DES_cblock cblock;
DES_LONG deslong[2];
} ks[16];
} DES_key_schedule;
sizeof(DES_cblock) = 8字节
sizeof(const_DES_cblock ) = 8字节
sizeof(DES_key_schedule) = 128字节
代码：
/*************************************************************************************************
* 1. FILENAME:rand_by_DESencrypt.c
*
* 2.描述: 通过get_seed(seed_text)和get_key_schedule(&key_schedule)分别设置种子（68bit明文）
* 和DES秘钥生成schedule。进而通过函数long long DES_encrypt_rand() 得到DES加密的密文作为
* long long (64bit)类型的随机数，并且打印到屏幕上。种子在每次程序开始运行时读取种子文件
* “./seed.txt”，其它情况在每次调用 DES_encrypt_rand()后自加1。如果seek不变，则随机数机
* 会一样。
*
* 3.DATA : 2017/8/26
* AUTHOR: keyu
*
*************************************************************************************************/
#include
#include
#include
#include
char byte2hex_table[16] = {'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A','B','C','D','E','F'};//hex2bin表
int byte2hex(unsigned char * hex_string,unsigned char *byte_list,unsigned int byte_list_length);
int get_key_schedule(DES_key_schedule * key_schedule);
int get_seed(const_DES_cblock text);
long long DES_encrypt_rand(DES_key_schedule * key_schedule,const_DES_cblock *seed_text);
int read_file( char * block,char * filename);
int hex2byte(char *hex_string,unsigned char *byte_list, unsigned int byte_list_legth);
int main()
{
int mun = 10;
long long rand;
DES_key_schedule key_schedule;
const_DES_cblock seed_text;
get_key_schedule(&key_schedule);
get_seed(seed_text);
for(int i = 0; i < mun; i++)//生成并且打印10个随机数
{
rand = DES_encrypt_rand(&key_schedule,&seed_text);
printf("%016llX\n",rand);
}
return 1;
}
/*********************************************************************************************
* 1. DES_encrypt_rand()功能：通过key_schedule使用ecd_DES算法加密seed_text得到的64位密
文作为long long类型的随机数。
*
* 2.参数：DES_key_schedule * key_schedule ---为DES_key转换成的密码表。
* const_DES_cblock * seed_text -----64位明文
*
* 3.RETURN：返回long long 类型的随机数。
*
*********************************************************************************************/
long long DES_encrypt_rand(DES_key_schedule * key_schedule,const_DES_cblock * seed_text)
long long rand;
DES_cblock output;
DES_ecb_encrypt(seed_text, &output, key_schedule, DES_ENCRYPT);
rand = (*((long long *)(output)));
(*((long long*)(*seed_text)))++;
return rand;
}
/*********************************************************************************************
1.get_key_schedule()功能：初始化一个DES_key_schedule密码表。注意：并不是DES_key.
如果需要改变密码表，只需改变keystring即可。
*********************************************************************************************/
int get_key_schedule(DES_key_schedule * key_schedule)
{
DES_cblock key;
unsigned char *keystring = "keystring is me!";
DES_string_to_key(keystring, &key);
DES_set_key_checked(&key, key_schedule);
return 0;
}
/*******************************************************************************************
1.get_seed()功能：从"seed.txt"文件读取种子（明文）。种子是64位二进制数，而文件里
存放的是其十六进制的字符串形式。所以文件读出来的字符串需要转化为二进制，
如"a1ff..ff" -> 10011111.....11111111.
2.参数：const_DES_cblock seed-----8字节大小明文，注意：typedef unsigned char DES_cblock[8];
********************************************************************************************/
int get_seed(const_DES_cblock seed)
{
unsigned char * block = (unsigned char *)(malloc(16+1));
if( read_file(block,"seed.txt") != 1)
{
printf("delete_read() in read_text() fails!\n");
free(block);
return 0;
}
printf("seed:");
printf("%s\n",block);
unsigned char* byte_list = (unsigned char*)(malloc(8));
if(hex2byte(block,byte_list,8) != 1)
{
printf("hex2byte() in read_text() fails!\n");
free(block);
free(byte_list);
return 0;
}
*((long long*)seed) = *((long long*)byte_list);
free(block);
free(byte_list);
return 1;
}
/**************************************************************************************
*1.hex2byte()功能：把2×byte_list_legth个字符的十六进制字符串（char *hex_string）转化
* 为byte_list_legth个字节的二进制数（unsigned char *byte_list）。
***************************************************************************************/
int hex2byte(char *hex_string,unsigned char *byte_list, unsigned int byte_list_legth)
{
char * temp;
unsigned int i,j,n;
if( strlen(hex_string) != (2*byte_list_legth) )
{
printf("HEXstring_length != 2*BYTEstring_length!\n");
return 0;
}
temp = hex_string;
for( j = 0; j < byte_list_legth; j++)
{
sscanf( temp, "%02X", &n ); //n必须为unsigned int（因为%X必须要求是整型，而unsigned是防止负数符号扩展问题）
byte_list[j] = (unsigned char)n;
temp += 2;
}
return 1;
}
int read_file( char * block,char * filename)
{
FILE * fp;
fp = fopen(filename, "r");
int i=fread(block,16,1,fp);
if( i != 1)
{
fclose(fp);
return 0;
}
block[16] = 0;
fclose(fp);
return 1;
}
结果：
keyu0915@keyu0915:~/CAR/DES$ gcc rand_by_DEScrypt.c -o rand_by_DEScrypt -lcrypto
keyu0915@keyu0915:~/CAR/DES$ ./rand_by_DEScrypt
seed:EB05AE79F0CE0D2D
5E3673D90DE27224
A717625519A9DD0D
43DD9A1F3FC9402F
A456A23EC3276342
16D05649AD2EAFA3
941E0A924EF66442
62EEA7592181FA1F
5ABA7608EB32D5D2
24EA761E83DF4F02
2FA541DDCE3CB9A8