DES算法-C/C++实现
闲来无事，车一下轮子，折腾了大半天才搞懂 DES 是干毛子的，看了好多博客才弄清楚这个算法的具体原理，真是心累。
只是简单的实现，功能比较简陋，因为参考的博客太多了，就不一一列举了，感谢前辈们的强大，让后辈得以更加快捷方便的学习。
代码
#include /*
* IP 初始置换函数
* IP 根据 IP 初始置换表进行初始置换
*/
void IP_Init_Rep(const int input[64], int output[64], const int table[64])
{
for (int i = 0; i < 64; i++)
{
output[i] = input[table[i] - 1];
}
}
/*
* E 扩展置换函数
* 根据 E 扩展表进行扩展
*/
void E_Extend(const int input[32], int output[48], const int table[48])
{
for (int i = 0; i < 48; i++)
{
output[i] = input[table[i] - 1];
}
}
/*
* P 置换函数
* 根据 P 盒进行置换
*/
void P_Rep(const int input[32], int output[32], const int table[32])
{
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
output[i] = input[table[i] - 1];
}
}
/*
* IP 逆置换函数
* IP 根据 IP 逆置换表进行置换
*/
void IP_Inv_Rep(const int input[64], int output[64], const int table[64])
{
for (int i = 0; i < 64; i++)
{
output[i] = input[table[i] - 1];
}
}
/*
* 密匙第一次置换函数
* 根据密匙第一次置换表进行置换
*/
void PC_1(const int input[64], int output[56], const int table[56])
{
for (int i = 0; i < 56; i++)
{
output[i] = input[table[i] - 1];
}
}
/*
* 密匙第二次置换函数
* 根据密匙第二次置换表进行置换
*/
void PC_2(const int input[56], int output[48], const int table[48])
{
for (int i = 0; i < 48; i++)
{
output[i] = input[table[i] - 1];
}
}
/*
* S 盒压缩函数
* 根据 8 个 S 盒进行压缩
*/
void S_Comp(const int input[48], int output[32], const int table[8][4][16])
{
int INT[8];
for (int i = 0, j = 0; i < 48; i = i + 6)
{
INT[j] = table[j][(input[i] << 1)
+ (input[i + 5])][(input[i + 1] << 3)
+ (input[i + 2] << 2)
+ (input[i + 3] << 1)
+ (input[i + 4])];
j++;
}
for (int j = 0; j < 8; j++)
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
output[3 * (j + 1) - i + j] = (INT[j] >> i) & 1;
}
}
}
/*
* 轮迭代函数
* DES 核心迭代部分
*/
void F_func(const int input[32], int output[32], int subKey[48])
{
int len = 48;
int temp0[48] = {0};
int temp1[32] = {0};
E_Extend(input, temp0, E_Table);
Xor(temp0, subKey, len);
S_Comp(temp0, temp1, S_Box);
P_Rep(temp1, output, P_Table);
}
/*
* 密匙循环左移函数
* 密匙在不同轮数都要进行不同的左移操作
*/
void RotateL(const int input[28], int output[28], int leftCount)
{
int len = 28;
for (int i = 0; i < len; i++)
{
output[i] = input[(i + leftCount) % len];
}
}
/*
* 子密匙生成函数
* 生成 subKey，在第 1、2、9、16 轮循环左移 1 位，其他轮循环左移 2 位
*/
void subKey_fun(const int input[64], int subKey[16][48])
{
int loop0 = 1, loop1 = 2;
int c[28], d[28];
int pc_1[56] = {0};
int pc_2[16][56] = {0};
int rotatel_c[16][28] = {0};
int rotatel_d[16][28] = {0};
PC_1(input, pc_1, PC1_Table);
for (int i = 0; i < 28; i++)
{
c[i] = pc_1[i];
d[i] = pc_1[i + 28];
}
int leftCount = 0;
for (int i = 1; i < 17; i++)
{
if (i == 1 || i == 2 || i == 9 || i == 16)
{
leftCount += loop0;
RotateL(c, rotatel_c[i - 1], leftCount);
RotateL(d, rotatel_d[i - 1], leftCount);
}
else
{
leftCount += loop1;
RotateL(c, rotatel_c[i - 1], leftCount);
RotateL(d, rotatel_d[i - 1], leftCount);
}
}
for (int i = 0; i < 16; i++)
{
for (int j = 0; j < 28; j++)
{
pc_2[i][j] = rotatel_c[i][j];
pc_2[i][j + 28] = rotatel_d[i][j];
}
}
for (int i = 0; i < 16; i++)
{
PC_2(pc_2[i], subKey[i], PC2_Table);
}
}
/*
* DES 加密函数
* 传入明文 input 和密匙 inKey，获取 64 位二进制密文 output
*/
void DES_Efun(const char input[8], char inKey[8], int output[64])
{
int ip[64] = {0};
int output_1[64] = {0};
int subKeys[16][48];
int chartobit[64] = {0};
int key[64];
int l[17][32], r[17][32];
CharToBit(input, chartobit, 8);
IP_Init_Rep(chartobit, ip, IP_Init_Table);
CharToBit(inKey, key, 8);
subKey_fun(key, subKeys);
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
l[0][i] = ip[i];
r[0][i] = ip[32 + i];
}
for (int j = 1; j < 16; j++) // 15 轮迭代
{
for (int k = 0; k < 32; k++)
{
l[j][k] = r[j - 1][k];
}
F_func(r[j - 1], r[j], subKeys[j - 1]);
Xor(r[j], l[j - 1], 32);
}
int t = 0;
for (t = 0; t < 32; t++) // 第 16 轮迭代
{
r[16][t] = r[15][t];
}
F_func(r[15], l[16], subKeys[15]);
Xor(l[16], l[15], 32);
for (t = 0; t < 32; t++)
{
output_1[t] = l[16][t];
output_1[32 + t] = r[16][t];
}
IP_Inv_Rep(output_1, output, IPR_Table);
}
/*
* DES 解密函数
* 传入 64 位二进制密文 input 和密匙 inKey 获取明文 output
*/
void DES_Dfun(const int input[64], char inKey[8], char output[8])
{
int ip[64] = {0};
int output_1[64] = {0};
int output_2[64] = {0};
int subKeys[16][48];
int key[64];
int l[17][32], r[17][32];
IP_Init_Rep(input, ip, IP_Init_Table);
CharToBit(inKey, key, 8);
subKey_fun(key, subKeys);
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
l[0][i] = ip[i];
r[0][i] = ip[32 + i];
}
for (int j = 1; j < 16; j++) // 15 轮迭代
{
for (int k = 0; k < 32; k++)
{
l[j][k] = r[j - 1][k];
}
F_func(r[j - 1], r[j], subKeys[16 - j]);
Xor(r[j], l[j - 1], 32);
}
int t = 0;
for (t = 0; t < 32; t++) // 第 16 轮迭代
{
r[16][t] = r[15][t];
}
F_func(r[15], l[16], subKeys[0]);
Xor(l[16], l[15], 32);
for (t = 0; t < 32; t++)
{
output_1[t] = l[16][t];
output_1[32 + t] = r[16][t];
}
IP_Inv_Rep(output_1, output_2, IPR_Table);
BitToChar(output_2, output, 8);
}
int output[64] = {0};
char A[9] = {0};
char B[9] = {0};
int main()
{
printf("请输入明文(8字节)\n");
scanf("%s", A);
printf("请输入密匙(8字节)\n");
scanf("%s", B);
DES_Efun(A, B, output);
putchar(10);
printf("对明文进行加密\n");
printf("密文:\n");
for (int i = 0; i < 64; i++)
{
printf("%d", output[i]);
if ((i + 1) % 8 == 0)
{
putchar(10);
}
else if ((i + 1) % 4 == 0)
{
putchar(' ');
}
}
putchar(10);
printf("对密文进行解密\n");
DES_Dfun(output, B, A);
printf("明文:\n");
for (int i = 0; i < 8; i++)
{
printf("%c", A[i]);
}
putchar(10);
return 0;
} 最后一句，密码学真的恶心，光码这些表就够我心累了，还好码到 S 盒时忽然发现网上几乎所有的实现表数据都是一毛一样的，然后找了一个比较清新的拷贝了一下 S 盒数据，如果让我一下一下的码到最后，先不说会不会眼花缭乱，能不能码对我都难以保证~~~