s-des密码算法实现
实验二 S-DES算法实现
一、S-DES算法分析
1、Simplified DES方案，简称S-DES方案。它是一个供教学而非安全的加密算法，它与DES的特性和结构类似，但参数小。
加密算法涉及五个函数：
(1)初始置换IP(initial permutation)
(2)复合函数fk1，它是由密钥K确定的，具有置换和代换的运算。
(3)置换函数SW
(4)复合函数fk2
(5)初始置换IP的逆置换IP-1
下面是S-DES算法的框图。
（1） S-DES的密钥生成：
设10bit的密钥为（ k1,k2,…,k10 )
几个重要的定义：
P10(k1,k2,…,k10)=(k3,k5,k2,k7,k4,k10,k1,k9,k8,k6)
P8= (k1,k2,…,k10)=(k6,k3,k7,k4,k8,k5,k10,k9 )
LS-1为循环左移1位：abcdeàbcdea
LS-2为循环左移2位: abcdeàcdeab
(2) S-DES的加密运算:
初始置换用IP函数:
IP= 1 2 3 4 5 6 7 8
2 6 3 1 4 8 5 7
末端算法的置换为IP的逆置换:
IP-1= 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1 3 5 7 2 8 6
E/P为扩展置换，将4位1，2，3，4扩展置换如下：
E/P 4 1 2 3 2 3 4 1
2个S盒的定义为：
S盒按下述规则运算：
将第1和第4的输入比特做为2- bit数，指示为S盒的一个行；将第2和第3的输入比特做为S盒的一个列。如此确定为S盒矩阵的（i,j）数。
例如：（P0,0, P0,3）=(00),并且(P0,1,P0,2)=(1 0)
确定了S0中的第0行2列（0，2）的系数为3，记为（1 1）输出。
由S0, S1输出4-bit经置换
P4： 1 2 3 4
2 4 3 1
它的输出就是F函数的输出。
总结如下：
P10={3,5,2,7,4,10,1,9,8,6};
P8={6,3,7,4,8,5,10,9};
P4={2,4,3,1};
IP={2,6,3,1,4,8,5,7};
IP-1={4,1,3,5,7,2,8,6};
EP={4,1,2,3,2,3,4,1};
代码如下：
#include
#include
using namespace std;
int K1=0;
int K2=0;
static int P10MAX=10;
static int P8MAX=10;
static int P4MAX=4;
static int IPMAX=8;
static int IPIMAX=8;
static int EPMAX=4;
static int P10[]={3,5,2,7,4,10,1,9,8,6,'\0'};
static int P8[]={6,3,7,4,8,5,10,9,'\0'};
static int P4[]={2,4,3,1,'\0'};
static int IP[]={2,6,3,1,4,8,5,7,'\0'};
static int IPI[]={4,1,3,5,7,2,8,6,'\0'};
static int EP[]={4,1,2,3,2,3,4,1,'\0'};
static int S0[4][4]={
{1,0,3,2},
{3,2,1,0},
{0,2,1,3},
{3,1,3,2},
};
static int S1[4][4]={
{0,1,2,3},
{2,0,1,3},
{3,0,1,0},
{2,1,0,3},
};
int Getlength(int p[])
{
int i=0;
for(;p[i]!='\0';++i);
return i;
}
int BinaryToDecimal(string binary){
int result=0;
for(int i=0;i0){
((x&mask)==0)?printf("0"):printf("1");
mask>>=1;
}
cout<>(pmax-p[i]))&1;
}
return result;
}
int F(int R,int K){
int t = Permute(R,EP,EPMAX)^K;
int t0 = (t>>4)&0xf;
int t1 = t&0xf;
t0 = S0[((t0&0x8)>>2)|(t0&1)][(t0>>1)&0x3];
t1 = S1[((t0&0x8)>>2)|(t1&1)][(t1>>1)&0x3];
t = Permute((t0<<2)|t1,P4,P4MAX);
return t;
}
int fk(int m,int k){
int l = (m>>4)&0xf;
int r = m&0xf;
return((l^F(r,k))<<4)|r;
}
int SW(int x){
return((x&0xf)<<4)|((x>>4)&0xf);
}
int encrypt(int m){
m=Permute(m,IP,IPMAX);
m=fk(m,K1);
m=SW(m);
m=fk(m,K2);
m=Permute(m,IPI,IPMAX);
return m;
}
int decrypt(int m){
m=Permute(m,IP,IPMAX);
m=fk(m,K2);
m=SW(m);
m=fk(m,K1);
m=Permute(m,IPI,IPMAX);
return m;
}
void SDES(int K){
int t1=0,t2=0;
K=Permute(K,P10,P10MAX);
t1=(K>>5)&&0x1f;
t2=K & 0x1f;
t1=((t1&0xf)<<1)|((t1&0x10)>>4);
t2=((t2&0xf)<<1)|((t2 & 0x10)>>4);
K1=Permute((t1<<5)|t2,P8,P8MAX);
t1=((t1 & 0x07)<<2)|((t1 & 0x18)>>3);
t2=((t2 & 0x07)<<2)|((t2 & 0x18)>>3);
K2=Permute((t1<<5)|t2,P8,P8MAX);
cout<<"K1 为:"<>i;
if(i==0)
{
cout<<"***************解密:***************"<>plaintext;
string key;
cout<<"***************请输入密钥:***************"<>key;
SDES(BinaryToDecimal(key));
cout<<"***************得到明文:***************"<>j;
switch(j)
{
case 0: {cout<<"***************欢迎使用s-des程序***************"<>ciphertext;
cout<<"***************请输入密钥:***************"<>key;
SDES(BinaryToDecimal(key));
cout<<"***************得到密文:***************"<>j;
switch(j)
{
case 0: {cout<<"***************欢迎使用s-des程序***************"<