使用openssl库进行DES加密

openssl库实现了大多数的加密算法，如AES，DES，RSA等等。

首先安装openssl库，命令如下：

sudo apt-get install libssl-dev

在代码中，引用对应的头文件

#include

DES加密的主要函数如下：

typedef unsigned char DES_cblock[8];

//生成一个随机的key，必须使用下面的set_key函数转换为schedule之后才能使用
void DES_random_key(DES_cblock *ret);

//设置key
//这两个函数的主要区别在于是否检测key的奇偶校检位
//checked会对奇偶校检位进行检查，如果校检位错误，返回-1，如果key强度比较弱，返回-2；
//unchecked则不会检查
int DES_set_key_checked(const_DES_cblock *key, DES_key_schedule *schedule);
void DES_set_key_unchecked(const_DES_cblock *key, DES_key_schedule *schedule);

//使用ECB模式进行加密
//每次仅能加密一个DES_cblock，即8个字节
//enc可以是DES_ENCRYPT或者DES_DECRYPT
void DES_ecb_encrypt(const_DES_cblock *input, DES_cblock *output, DES_key_schedule *ks, int enc);

//使用CBC模式进行加密
//length指明文或者密文长度
//ivec是初始化向量IV
//如果length不是8的倍数，会使用00填充
void DES_ncbc_encrypt(const unsigned char *input, unsigned char *output, long length, DES_key_schedule, DES_cblock *ivec, int enc);

ECB，电子密码本模式，就是将数据按照8个字节一段进行DES加密或解密得到一段段的8个字节的密文或者明文，最后一段不足8个字节（一般补0或者F），按照需求补足8个字节进行计算（并行计算），之后按照顺序将计算所得的数据连在一起即可，各段数据之间互不影响。

CBC，密文分组链接方式，它的实现机制使加密的各段数据之间有了联系。其实现的机理如下：
1. 首先将数据按照8个字节一组进行分组得到D1D2......Dn（若数据不是8的整数倍，用指定的PADDING数据补位）
2. 第一组数据D1与初始化向量IV异或后的结果进行DES加密得到第一组密文C1（初始化向量I为全零）
3. 第二组数据D2与第一组的加密结果C1异或以后的结果进行DES加密，得到第二组密文C2
4. 之后的数据以此类推，得到Cn
5. 按顺序连为C1C2C3......Cn即为加密结果。

代码示例：

ECB模式

#include 
#include 

int main(int argc,char **argv)
{
    DES_cblock key;
    //随机密钥
    DES_random_key(&key);

    DES_key_schedule schedule;
    //转换成schedule
    DES_set_key_checked(&key, &schedule); 

    const_DES_cblock input = "hehehe";
    DES_cblock output;

    printf("cleartext: %s\n", input);

    //加密
    DES_ecb_encrypt(&input, &output, &schedule, DES_ENCRYPT);
    printf("Encrypted!\n");

    printf("ciphertext: ");
    int i;
    for (i = 0; i < sizeof(input); i++)
         printf("%02x", output[i]);
    printf("\n");

    //解密
    DES_ecb_encrypt(&output, &input, &schedule, DES_DECRYPT);
    printf("Decrypted!\n");
    printf("cleartext:%s\n", input);

    return 0;
} 

CBC模式：

#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char** argv)
{
      unsigned char *keystring = "this is my key";
      DES_cblock key;
      DES_key_schedule key_schedule;

      //生成一个 key
      DES_string_to_key(keystring, &key);
      if (DES_set_key_checked(&key, &key_schedule) != 0) {
          printf("convert to key_schedule failed.\n");
          return -1;
      }

      //需要加密的字符串
      unsigned char input[] = "this is a text being encrypted by openssl";
      size_t len = (sizeof(input)+7)/8 * 8;  
      unsigned char *output = malloc(len+1);
      //IV
      DES_cblock ivec;

      //IV设置为0x0000000000000000
      memset((char*)&ivec, 0, sizeof(ivec));
     
      //加密
      DES_ncbc_encrypt(input, output, sizeof(input), &key_schedule, &ivec, DES_ENCRYPT);

      //输出加密以后的内容
      for (int i = 0; i < len; ++i)
         printf("%02x", output[i]);
      printf("\n");

      memset((char*)&ivec, 0, sizeof(ivec));

      //解密
      DES_ncbc_encrypt(output, input, len, &key_schedule, &ivec, 0);
      
      printf("%s\n", input);

      free(output);
      return EXIT_SUCCESS;
}

注意编译的时候要加上crypto库，命令如下：

gcc main.c -lcrypto

使用DES_string_to_key()时，函数内部会对传入的string进行处理，设置奇偶校检位等，可能会造成同样的密钥，加密的结果与其他DES实现方式不同。解决这个问题，可以使用下面的代码：

DES_cblock key;
memcpy(key, "password", 8);
DES_set_key_unchecked(&key, &schedule);