并学习实现三重DES加密解密代码(一)

作者:finallyliuyu 出处:博客园

声明:此篇博文代码来自于邹德强先生。由于目前找到的版本是残缺版,所以我又进行了补全。读一份好代码,可以领略到作者的编程风格和语言驾驭能力,同时又能从其中汲取养分。现将我所修改后的DES加密解密代码全部张贴出来,有需要的也可以在上面继续改动

comon.h

 

#ifndef _COMMON_H
#define  _COMMON_H
typedef 
bool  ( *  PSubKey)[ 16 ][ 48 ];
#endif
并学习实现三重DES加密解密代码(一) myDES.h
#ifndef _myDES_H
#define  _myDES_H
#include 
" common.h "
#include
< stdio.h >
class  myDES
{
public :
    myDES();
    
~ myDES();
     
void  ByteToBit( bool   * Out,  const   char   * In,  int  bits);
     
void  BitToByte( char   * Out,  const   bool   * In,  int  bits);
     
void  RotateL( bool   * In,  int  len,  int  loop);
     
void  RotateR( bool   * In, int  len, int  loop);
     
void  Xor( bool   * InA,  const   bool   * InB,  int  len);
     
void  Transform( bool   * Out,  bool   * In,  const   char   * Table,  int  len);
     
void  S_func( bool  Out[ 32 ],  const   bool  In[ 48 ]);
     
void  F_func( bool  In[ 32 ],  const   bool  Ki[ 48 ]);
     
bool  RunDes( bool  bType, char *  In, char *  Out,unsigned datalen, const   char *  Key, const  unsigned  char  keylen);
     
bool  RunPad( int  nType, const   char *  In,unsigned datalen, char *  Out,unsigned &  padlen);
     
void  SetSubKey(PSubKey pSubKey,  const   char  Key[ 8 ]);
     
void  DES( char  Out[ 8 ],  char  In[ 8 ],  const  PSubKey pSubKey, bool  nType);
     
bool  myRunDES( bool  bType, char *  In, char *  Out,unsigned datalen, const   char *  Key, const  unsigned  char  keylen);







    
};
#endif

 

 

 

 

 

 

并学习实现三重DES加密解密代码(一) myDES.cpp
//  DES.cpp: implementation of the myDES class.
//
///////////////////////////////////////////////////////////////////// /
#include  " myDES.h "
#include 
" memory.h "


////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//  initial permutation IP
const   char  IP_Table[ 64 =  {
    
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
};
//  final permutation IP^-1 
const   char  IPR_Table[ 64 =  {
    
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
};
//  expansion operation matrix
const   char  E_Table[ 48 =  {
    
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
};
//  32-bit permutation function P used on the output of the S-boxes 
const   char  P_Table[ 32 =  {
    
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
};
//  permuted choice table (key) 
const   char  PC1_Table[ 56 =  {
    
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
};
//  permuted choice key (table) 
const   char  PC2_Table[ 48 =  {
    
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
};
//  number left rotations of pc1 
const   char  LOOP_Table[ 16 =  {
    
1 , 1 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 1 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 1
};
const   char  LOOPR_Table[ 16 ] = { 1 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 1 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 1 , 0 };
//  The (in)famous S-boxes 
const   char  S_Box[ 8 ][ 4 ][ 16 =  {
    
//  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
};


myDES::myDES()
{
    
}

myDES::
~ myDES()
{
}

/* ***************************************************************** */
/*
  函 数 名 称:    ByteToBit
  功 能 描 述:    把BYTE转化为Bit流
  参 数 说 明:    Out:    输出的Bit流[in][out]
                In:        输入的BYTE流[in]
                bits:    Bit流的长度[in]

  返回值 说明:    void
  作       者:    邹德强
  更 新 日 期:    2003.12.19
/******************************************************************
*/
void  myDES::ByteToBit( bool   * Out,  const   char   * In,  int  bits)
{
    
for ( int  i = 0 ; i < bits;  ++ i)
        Out[i] 
=  (In[i >> 3 ] >> ( 7   -  i & 7 ))  &   1 ;
}

/* ***************************************************************** */
/*
  函 数 名 称:    BitToByte
  功 能 描 述:    把Bit转化为Byte流
  参 数 说 明:    Out:    输出的BYTE流[in][out]
                In:        输入的Bit流[in]
                bits:    Bit流的长度[in]

  返回值 说明:    void
  作       者:    邹德强
  更 新 日 期:    2003.12.19
/******************************************************************
*/
 
void  myDES:: BitToByte( char   * Out,  const   bool   * In,  int  bits)
{
    memset(Out, 
0 , bits >> 3 );
    
for ( int  i = 0 ; i < bits;  ++ i)
        Out[i
>> 3 |=  In[i] << ( 7   -  i & 7 );
}



/* ***************************************************************** */
/*
  函 数 名 称:    RotateL
  功 能 描 述:    把BIT流按位向左迭代
  参 数 说 明:    In:        输入的Bit流[in]
                len:    Bit流的长度[in]
                loop:    向左迭代的长度

  返回值 说明:    void
  作       者:    邹德强
  更 新 日 期:    2003.12.19
/******************************************************************
*/
 
void  myDES::RotateL( bool   * In,  int  len,  int  loop)
{
    
bool  Tmp[ 256 ];

    memcpy(Tmp, In, loop);
    memcpy(In, In
+ loop, len - loop);
    memcpy(In
+ len - loop, Tmp, loop);
}
 
 
void  myDES::RotateR( bool   * In, int  len, int  loop)
 {
     
bool  Tmp[ 256 ];
     memcpy(Tmp,In,len
- loop);
     memcpy(In,In
+ len - loop,loop);
     memcpy(In
+ len - loop,Tmp,len - loop);

 }



/* ***************************************************************** */
/*
  函 数 名 称:    Xor
  功 能 描 述:    把两个Bit流进行异或
  参 数 说 明:    InA:    输入的Bit流[in][out]
                InB:    输入的Bit流[in]
                loop:    Bit流的长度

  返回值 说明:    void
  作       者:    邹德强
  更 新 日 期:    2003.12.19
/******************************************************************
*/
 
void  myDES::Xor( bool   * InA,  const   bool   * InB,  int  len)
{
    
for ( int  i = 0 ; i < len;  ++ i)
        InA[i] 
^=  InB[i];
}


/* ***************************************************************** */
/*
  函 数 名 称:    Transform
  功 能 描 述:    把两个Bit流按表进行位转化
  参 数 说 明:    Out:    输出的Bit流[out]
                In:        输入的Bit流[in]
                Table:    转化需要的表指针
                len:    转化表的长度

  返回值 说明:    void
  作       者:    邹德强
  更 新 日 期:    2003.12.19
/******************************************************************
*/
 
void  myDES::Transform( bool   * Out,  bool   * In,  const   char   * Table,  int  len)
{
    
bool  Tmp[ 256 ];

    
for ( int  i = 0 ; i < len;  ++ i)
        Tmp[i] 
=  In[ Table[i] - 1  ];
    memcpy(Out, Tmp, len);
}



/* ***************************************************************** */
/*
  函 数 名 称:    S_func
  功 能 描 述:    实现数据加密S BOX模块
  参 数 说 明:    Out:    输出的32Bit[out]
                In:        输入的48Bit[in]

  返回值 说明:    void
  作       者:    邹德强
  更 新 日 期:    2003.12.19
/******************************************************************
*/
 
void  myDES::S_func( bool  Out[ 32 ],  const   bool  In[ 48 ])
{
    
for ( char  i = 0 ,j,k; i < 8 ++ i,In += 6 ,Out += 4
    {
        j 
=  (In[ 0 ] << 1 +  In[ 5 ];
        k 
=  (In[ 1 ] << 3 +  (In[ 2 ] << 2 +  (In[ 3 ] << 1 +  In[ 4 ];     // 组织SID下标
        
        
for ( int  l = 0 ; l < 4 ++ l)                                 // 把相应4bit赋值
            Out[l]  =  (S_Box[i][j][k] >> ( 3   -  l))  &   1 ;
    }
}


/* ***************************************************************** */
/*
  函 数 名 称:    F_func
  功 能 描 述:    实现数据加密到输出P
  参 数 说 明:    Out:    输出的32Bit[out]
                In:        输入的48Bit[in]

  返回值 说明:    void
  作       者:    邹德强
  更 新 日 期:    2003.12.19
/******************************************************************
*/
 
void  myDES::F_func( bool  In[ 32 ],  const   bool  Ki[ 48 ])
{
    
bool  MR[ 48 ];
    Transform(MR, In, E_Table, 
48 );
    Xor(MR, Ki, 
48 );
    S_func(In, MR);
    Transform(In, In, P_Table, 
32 );
}


/* ***************************************************************** */
/*
  函 数 名 称:    RunDes
  功 能 描 述:    执行DES算法对文本加解密
  参 数 说 明:    bType    :类型:加密ENCRYPT,解密DECRYPT
                bMode    :模式:ECB,CBC
                In        :待加密串指针
                Out        :待输出串指针
                datalen    :待加密串的长度,同时Out的缓冲区大小应大于或者等于datalen
                Key        :密钥(可为8位,16位,24位)支持3密钥
                keylen    :密钥长度,多出24位部分将被自动裁减

  返回值 说明:    bool    :是否加密成功
  作       者:    邹德强
  更 新 日 期:    2003.12.19
/******************************************************************
*/
bool  myDES::RunDes( bool  bType, char *  In, char *  Out,unsigned datalen, const   char *  Key, const  unsigned  char  keylen)
{
    
// 判断输入合法性
     if ( ! (In  &&  Out  &&  Key  &&  datalen  &&  keylen >= 8 ))
        
return   false ;
    
// 只处理8的整数倍,不足长度自己填充
     if (datalen  &   0x00000007 )
        
return   false ;
    
    
bool                 m_SubKey[ 3 ][ 16 ][ 48 ];         // 秘钥
    
// 构造并生成SubKeys
    unsigned  char  nKey     =     (keylen >> 3 ) > 3   ?   3 : (keylen >> 3 );
    
for ( int  i = 0 ;i < nKey;i ++ )
    {
        SetSubKey(
& m_SubKey[i], & Key[i << 3 ]);
    }

        
// ECB模式
    
        
if (nKey     ==      1 )     // 单Key
        {
            
for ( int  i = 0 ,j = datalen >> 3 ;i < j; ++ i,Out += 8 ,In += 8 )
            {
                DES(Out,In,
& m_SubKey[ 0 ],bType);
            }
        }
        
else
        
if (nKey  ==   2 )     // 3DES 2Key
        {
            
for ( int  i = 0 ,j = datalen >> 3 ;i < j; ++ i,Out += 8 ,In += 8 )
            {
                DES(Out,In,
& m_SubKey[ 0 ],bType);
                DES(Out,Out,
& m_SubKey[ 1 ], ! bType);
                DES(Out,Out,
& m_SubKey[ 0 ],bType);
            }
        }
        
else              // 3DES 3Key
        {
            
for ( int  i = 0 ,j = datalen >> 3 ;i < j; ++ i,Out += 8 ,In += 8 )
            {
                DES(Out,In,
& m_SubKey[bType ?   2  :  0 ],bType);
                DES(Out,Out,
& m_SubKey[ 1 ], ! bType);
                DES(Out,Out,
& m_SubKey[bType ?   0  :  2 ],bType);    
            }
        }
        
    
    
    
return   true ;
}




/* ***************************************************************** */
/*
  函 数 名 称:    RunPad
  功 能 描 述:    根据协议对加密前的数据进行填充
  参 数 说 明:    bType    :类型:PAD类型
                In        :数据串指针
                Out        :填充输出串指针
                datalen    :数据的长度
                padlen    :(in,out)输出buffer的长度,填充后的长度

  返回值 说明:    bool    :是否填充成功
  作       者:    邹德强
  修 改 历 史:    

  更 新 日 期:    2003.12.19
/******************************************************************
*/
/* bool    myDES::RunPad(int nType,const char* In,unsigned datalen,char* Out,unsigned& padlen)
{
    int res = (datalen & 0x00000007);
    
    
    if(padlen< (datalen+8-res))
    {
        return false;
    }
    else
    {
        padlen    =    (datalen+8-res);
        memcpy(Out,In,datalen);
        if(nType==PAD_ISO_1)
        {
            memset(Out+datalen,0x00,8-res);
        }

        else if(nType==PAD_ISO_2)
        {
            memset(Out+datalen,0x80,1);
            memset(Out+datalen,0x00,7-res);
        }
        else if(nType==PAD_PKCS_7)
        {
            memset(Out+datalen,8-res,8-res);
        }
        else
        {
            return false;
        }

        return true;
    }
    
    
    
}
*/
bool     myDES::RunPad( int  nType, const   char *  In,unsigned datalen, char *  Out,unsigned &  padlen)
{
    
int  res  =  (datalen  &   0x00000007 );
    memcpy(Out,In,datalen);
    
if  (res)
    {
        memset(Out
+ datalen, 0x00 , 8 - res);
        
return   true ;

    }
    
else
    {
        
return   false ;
    }


    

            
}






// 计算并填充子密钥到SubKey数据中
void  myDES::SetSubKey(PSubKey pSubKey,  const   char  Key[ 8 ])
{
    
bool  K[ 64 ],  * KL =& K[ 0 ],  * KR =& K[ 28 ];
    ByteToBit(K, Key, 
64 );
    Transform(K, K, PC1_Table, 
56 );
    
for ( int  i = 0 ; i < 16 ++ i) 
    {
        
        
            RotateL(KL, 
28 , LOOP_Table[i]);
            RotateL(KR, 
28 , LOOP_Table[i]);    
           Transform((
* pSubKey)[i], K, PC2_Table,  48 );
    }
}



// DES单元运算
void  myDES::DES( char  Out[ 8 ],  char  In[ 8 ],  const  PSubKey pSubKey, bool  nType)
{
    
bool  M[ 64 ], tmp[ 32 ],  * Li =& M[ 0 ],  * Ri =& M[ 32 ];
    ByteToBit(M, In, 
64 );
    Transform(M, M, IP_Table, 
64 );
    
if ( nType )
    {
        
for ( int  i = 0 ; i < 16 ++ i)
        {
            memcpy(tmp, Ri, 
32 );         // Ri[i-1] 保存
            F_func(Ri, ( * pSubKey)[i]);     // Ri[i-1]经过转化和SBox输出为P
            Xor(Ri, Li,  32 );             // Ri[i] = P XOR Li[i-1]
            memcpy(Li, tmp,  32 );         // Li[i] = Ri[i-1]
        }
    }
    
else
    {
        
for ( int  i = 15 ; i >= 0 -- i) 
        {
            memcpy(tmp, Ri, 
32 );         // Ri[i-1] 保存
            F_func(Ri, ( * pSubKey)[i]);     // Ri[i-1]经过转化和SBox输出为P
            Xor(Ri, Li,  32 );             // Ri[i] = P XOR Li[i-1]
            memcpy(Li, tmp,  32 );         // Li[i] = Ri[i-1]
        }
    }
    RotateL(M,
64 , 32 );                     // Ri与Li换位重组M
    Transform(M, M, IPR_Table,  64 );         // 最后结果进行转化
    BitToByte(Out, M,  64 );                 // 组织成字符
}
bool  myDES::myRunDES( bool  bType, char *  In, char *  Out,unsigned datalen, const   char *  Key, const  unsigned  char  keylen)
{


    
return   true ;
    
}

 

 

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