DES算法的實(shí)現(xiàn)及安全性分析

1、DES算法的實(shí)現(xiàn)及安全性分析 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)1班 姓 名： 廖孜孜 學(xué) 號(hào)： 120103011126 完成日期： 2015年5月17日 引言 如果一個(gè)密碼體制的加密密鑰等于脫密密鑰，或者其中一個(gè)很容易推出另一個(gè)，則稱(chēng)此密碼體制為單密鑰密碼體制，也稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)密碼體制或傳統(tǒng)密碼體制。最具有代表性的近代傳統(tǒng)密碼體制是DES（數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)）。 為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)安全保密越來(lái)越高的要求，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）于1973年向社會(huì)公開(kāi)征集一種用于政府部門(mén)及民間進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)加密算法，許多公司提出了自己的加密算法，最后選中了IBM公司提出的一種加密算法。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試用與征求意見(jiàn)，美國(guó)

2、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局于1977年公布了由IBM公司研制的一種加密算法，批準(zhǔn)把它作為非機(jī)要部門(mén)使用的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)稱(chēng)DES，DES是Data Encryption Standard的縮寫(xiě)。自從公布以來(lái)，它一直超越國(guó)界成為國(guó)際上商用保密通信和計(jì)算機(jī)通信的最常用的加密算法。原先規(guī)定使用期10年，可能是DES尚未受到嚴(yán)重的威脅，更主要的是新的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有完成，或意見(jiàn)未一致，所以當(dāng)時(shí)的美國(guó)政府宣布延長(zhǎng)它的使用期。因而DES超期服役了很長(zhǎng)時(shí)間，20年來(lái)它一直活躍在國(guó)際上保密通信的舞臺(tái)上，扮演了十分突出的角色。進(jìn)入20世紀(jì)九十年代后以色列的密碼學(xué)家Shamir 等人提出了一種“差分分析法”，以后日本人又提出類(lèi)

3、似的方法，這才正式有一種稱(chēng)得上對(duì)它的攻擊的方法。嚴(yán)格地說(shuō)，Shamir 的“差分分析法”也只有理論上的價(jià)值，至少目前為止是這樣的。又如，后來(lái)的“線(xiàn)性逼近法”，它是一種已知明文攻擊法，需要2的43次方也就是4.398×10的12次方對(duì)明文-密文對(duì)，在這樣強(qiáng)的要求條件下，有十多臺(tái)工作站協(xié)同作戰(zhàn)，還需要十天的時(shí)間。在這以前已有人建議造專(zhuān)用裝置來(lái)對(duì)付它，其基本想法無(wú)非是借用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有密鑰的遍歷搜索。當(dāng)時(shí)估計(jì)一天可以搜索到一個(gè)密鑰。技術(shù)的進(jìn)步使得搜索的時(shí)間進(jìn)一步縮短，使DES受到了威脅，但DES畢竟輝煌過(guò)。它的思想還是值得借鑒。 DES算法概述DES是一個(gè)對(duì)稱(chēng)算法：加密和解密用的是同一算

4、法（除密鑰編排不同以外），既可用于加密又可用于解密。它的核心技術(shù)是：在相信復(fù)雜函數(shù)可以通過(guò)簡(jiǎn)單函數(shù)迭代若干圈得到的原則下，利用F函數(shù)及對(duì)合等運(yùn)算，充分利用非線(xiàn)性運(yùn)算。DES以64位為分組對(duì)數(shù)據(jù)加密。每組64位，最后一組若不足64位，以“0”補(bǔ)齊。密鑰通常表示為64位的數(shù)，但每個(gè)第8位都用作奇偶校驗(yàn)，可以忽略，所以密鑰的長(zhǎng)度為56位，密鑰可以是任意的56位的數(shù)，且可在任意的時(shí)候改變。其中極少量的數(shù)被認(rèn)為是弱密鑰，但能容易地避開(kāi)它們，所有的保密性依賴(lài)于密鑰。DES算法的基本思想 DES對(duì)64位的明文分組進(jìn)行操作。通過(guò)一個(gè)初始置換，將明文分組分成左半部分（L0）和右半部分(R0)，各32位長(zhǎng)。R0與

5、子密鑰K1進(jìn)行F函數(shù)的運(yùn)算，輸出32位的數(shù)，然后與L0執(zhí)行異或操作得到R1,L1則是上一輪的R0,如此經(jīng)過(guò)16輪后，左、右半部分合在一起，經(jīng)過(guò)一個(gè)末置換（初始置換的逆置換），這樣該算法就完成了。DES算法剖析 DES算法的加密由四部分完成，分別為：初始置換函數(shù)IP、子密鑰的生成、密碼函數(shù)F、末置換函數(shù)。 初始置換函數(shù)IP接受 長(zhǎng)度為64位的明文輸入，末置換函數(shù)IP一1輸出64位的密文。 在子密鑰的獲取過(guò)程中，通過(guò)密鑰置換Pcl獲取從Kl到 K16共16個(gè)子密鑰，這16個(gè)子密鑰分別順序應(yīng)用于密碼函數(shù) 的16次完全相同的迭代運(yùn)算中。 DES的解密算法與加密算法完全相同，只需要將密鑰的 應(yīng)用次序與加

6、密時(shí)相反應(yīng)用即可。即解密過(guò)程是初始置換函 數(shù)IP接受長(zhǎng)度為64比特的密文輸入，將16個(gè)子密鑰按照 K16到K1的順序應(yīng)用與函數(shù)F的16輪迭代運(yùn)算中，然后將 迭代的結(jié)果經(jīng)由末置換函數(shù)IP1得到64位的明文輸出。 DES算法運(yùn)算過(guò)程 DES主要采用置換和移位運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)加解密，接下來(lái)深 入剖析DES每個(gè)部分運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 （1） 初始置換函數(shù)IP 64位的明文分組x首先經(jīng)過(guò)一個(gè)初始置換函數(shù)IP進(jìn)行置 換運(yùn)算，產(chǎn)生一個(gè)64位的輸出x0，該輸出被分成兩個(gè)分別為 32位的左半部分L0和右半部分RO，用于F函數(shù)的16輪迭代 運(yùn)算的首次迭代的初始輸入。 初始置換函數(shù)IP實(shí)際上就是一張8x8(8行8列)的迭代

7、 表，如表I所示。明文分組中的64位按照表中的規(guī)定重新進(jìn) 行排序，其排列順序?yàn)閺淖蟮接?，從上到下。按表I所示， 明文中的第58位被放置在xO的第1位，第50位防止在第2 位，依次類(lèi)推。58504234261810260524436282012462544638302214664564840322416857494133251791595143352719113615345372921135635547393123157 IP:初始置換表（2） 獲取子密鑰Ki 子密鑰的獲取主要通過(guò)置換和移位運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。 DES加密算法的密鑰長(zhǎng)度為56位，由用戶(hù)提供，是DES 算法的輸入之一。但用戶(hù)輸入的密鑰是6

8、4位的，按8行8列 從左到右從上到下地排列，其中，每行的第8位用于奇偶校 驗(yàn)。在DES加密算法中，子密鑰獲取過(guò)程中，DES經(jīng)過(guò)一系 列的置換和移位運(yùn)算，得到Kl到K16共16個(gè)子密鑰，每個(gè)子密鑰長(zhǎng)48位。其實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下： 首先將輸入的64位密鑰去掉最后一列的8個(gè)校驗(yàn)位，然 后用密鑰置換函數(shù)PC-l對(duì)剩下的56位密鑰進(jìn)行置換。57494133251791585042342618102595143352719113605244366355473931231576254463830221466153453729211352820124 PC-1： 用戶(hù)輸入的64位密鑰中，第8、16、24、 32、4

9、0、48、56、64共8個(gè)校驗(yàn)位被去掉。剩余的56位按表 2所示排放：第57位放在第1位，第49位放在第2位，依次 類(lèi)推。 經(jīng)過(guò)PC-l置換后，將其置換的輸出再分為前28位C0和 后28位D0和兩部分，上一輪置換得到的輸出的兩部分經(jīng)過(guò) 循環(huán)左移I位或2位后，每輪按表3進(jìn)行移位，然后將兩部 分合并成56位，之后經(jīng)過(guò)壓縮置換PC-2后得到當(dāng)前這輪置換的48位子密鑰。根據(jù)輪數(shù)，Ci和Di分別經(jīng)過(guò)LSi循環(huán)左移1位或2位。16次循環(huán)左移的位數(shù)依據(jù)下列規(guī)則進(jìn)行：迭代順序12345678910111213141516左移位數(shù)1122222212222221每輪移動(dòng)的位數(shù)141711241532815621

10、1023191242681672720132415231374755304051453348444939563453464250362932壓縮置換PC-2PC-2置換為壓縮置換，即置換后的輸出數(shù)據(jù)的位數(shù)要比 置換前輸入的位數(shù)要少，即某些位的數(shù)據(jù)在置換的過(guò)程中被 去掉了。由表4可知，在壓縮置換過(guò)程中，原來(lái)的7行8列 共58位數(shù)據(jù)被壓縮成8行6列的48位數(shù)據(jù)。在壓縮置換過(guò) 程中，第9、18、22、25、35、38、43、54共8位數(shù)據(jù)被丟 掉。 同時(shí)，將上一輪移位后得到的兩部分再按上面的每輪移動(dòng)的位數(shù)進(jìn)行移位， 作為下一個(gè)子密鑰產(chǎn)生的PC-2置換的輸入。依次經(jīng)過(guò)16次 循環(huán)左移和16次置換得到1

11、6個(gè)子密鑰。 子密鑰的產(chǎn)生流圖： K1K1664位密鑰PC-1C0D0LS1LS1C1D1PC-2LS16LS16C16D16PC-256位密鑰 子密鑰的產(chǎn)生（3) DES的迭代過(guò)程 DES算法有16次迭代，迭代如圖所示。從圖中可得到Li=Ri-1，Ri=Li-1F(Ri-1,Ki),i=1,2,315,16。 TIPL0R0k11fR1=L0f(R0,k1)L1=R0k2fL2=R1R2=L1f(R1,k2)R15=L11f(R11,k15)L15=R11k3fL16=R15R16=L15f(R15,k16)IP-1DES第16圈的加密過(guò)程F函數(shù)的實(shí)現(xiàn)原理是將Ri-1進(jìn)行擴(kuò)展置換后其結(jié)果與K

12、i進(jìn)行異或，并把輸出內(nèi)容執(zhí)行S盒替代與P盒轉(zhuǎn)換后得到F(Ri-1,Ki),其原理如下所示。 F(Ri-1,Ki)S1S2S3S4S5S6S7S8擴(kuò)展置換Ki (48位)Ri-1(32位)48位P盒轉(zhuǎn)換32位F函數(shù)的功能結(jié)構(gòu)擴(kuò)展置換也叫做E盒，它將數(shù)據(jù)右半部分從32位擴(kuò)展到48位，改變了位的次序，重復(fù)了某些位,比原輸入長(zhǎng)了16位，數(shù)據(jù)位仍取決于原輸入。擴(kuò)展置換的48位輸出按順序分成8組，每組6位，分別輸入8個(gè)S子盒，每個(gè)子盒輸出4位，共32位。假設(shè)將S盒的6位的輸入標(biāo)記為b1、b2、b3、b4、b5、b6，則b1和b6組合構(gòu)成了一個(gè)2位的數(shù)，從0到3，它對(duì)應(yīng)著S表中的一行。從b2到b5構(gòu)成了一個(gè)

13、4位的數(shù)，從0到15，對(duì)應(yīng)著表中的一列，行列交匯處的數(shù)據(jù)就是該S盒的輸出。每個(gè)S盒可被看作一個(gè)4位輸入的代替函數(shù)：b2到b5直接輸入，輸出結(jié)果為4位，b1和b6位來(lái)自臨近的分組，它們從特定的S盒的個(gè)代替函數(shù)中選擇一個(gè)。這是該算法的關(guān)鍵步驟，所有其他的運(yùn)算都是線(xiàn)性的，易于分析，而S盒是非線(xiàn)性的，它比DES其他任何一步提供了更好的安全性。P盒轉(zhuǎn)換是把每個(gè)輸入位映射到輸出位，任意一位不能被映射兩次，也不能被略去。(4) 末置換1672021291228171152326518311028241432273919133062211425321234545678989101112131213141516

14、1716171819202120212223242524252627282928293031321 E:P： 將(3)中8個(gè)6位數(shù)據(jù)的置換結(jié)果連在一起，形成一 個(gè)32位的輸出，輸出結(jié)果再通過(guò)一個(gè)P盒置換產(chǎn)生一個(gè)32 位的輸出。P盒置換如上表所示。 最后，P盒置換的結(jié)果與左半部分進(jìn)行異或運(yùn)算，然后將 左右兩半部分交換。之后進(jìn)入下一輪迭代。在完成完全相同 的16輪運(yùn)算后，將得到的兩部分?jǐn)?shù)據(jù)合在起，再經(jīng)過(guò)一個(gè) 末置換函數(shù)IP-1即可得到64位的密文。4084816562464323974715552363313864614542262303754513532161293644412522060283

15、5343115119592734242105018582633141949175725 IP-1：DES的主要解密成果 DES的安全性完全依賴(lài)于所用的密鑰，自從DES作為標(biāo)準(zhǔn)起，人們對(duì)它的安全性就有激烈的爭(zhēng)論，下面簡(jiǎn)要介紹20年來(lái)對(duì)DES的一些主要研究成果。 （1）互補(bǔ)性DES具有性質(zhì)：若明文組x逐位取補(bǔ)得密鑰k逐位取補(bǔ)得，且y=DESk(x),則=DESk()，其中是y的逐位取補(bǔ)。這種特征稱(chēng)為算法上的互補(bǔ)性。這種互補(bǔ)性表明在選擇明文攻擊下僅需試驗(yàn)其可能的256個(gè)密鑰的一半255個(gè)即可。另外，互補(bǔ)性告誡人們不要使用互補(bǔ)密鑰。 （2）弱密鑰和半弱密鑰 大多數(shù)密碼都有明顯的“壞”密鑰，DES也不例

16、外。若DESk（·）=DESk-1（·），即如果k確定的加密函數(shù)與解密函數(shù)一致，則稱(chēng)k是一個(gè)弱密鑰。 DES至少有4個(gè)弱密鑰，因?yàn)樵诋a(chǎn)生密鑰時(shí)，初始密鑰被分成了兩半，每半各自獨(dú)立的移位，如果每一半的所有位都是0或1，那么密鑰方案中的所有密鑰都是相同的，即k1=k2=.=k16，這樣DESk（·）=DESk-1（·）。易知，這樣的情況至少有4種可能，很可能不存在其它弱密鑰。 若存在一個(gè)不同的密鑰k使DESk（·）=DESk-1（·），則稱(chēng)k是一個(gè)半弱密鑰。此時(shí)我們也稱(chēng)密鑰k和k是對(duì)合的。半弱密鑰的特點(diǎn)是成對(duì)地出現(xiàn)。 DES至少有12個(gè)半

17、弱密鑰，因?yàn)楫a(chǎn)生C0=1010.10和D0=00.0或11.1或1010.10或0101.01的密鑰與產(chǎn)生C0=0101.01和D0=00.0或11.1或0101.01或1010.10的密鑰時(shí)互為對(duì)合的，同樣地與C0=0101.01,D0=1010.10或D0=0101.01的密鑰也是互為對(duì)合的，這樣就至少有(4×44×2)2=12個(gè)半弱密鑰，好像不存在另外的半弱的密鑰。 弱密鑰和半弱密鑰直接引起的唯一“危險(xiǎn)”是對(duì)多重加密，當(dāng)選用弱密鑰時(shí)，第二次加密使第一次加密復(fù)原。如果隨機(jī)地選擇密鑰，則在總數(shù)256個(gè)密鑰中，弱密鑰和半弱密鑰所占的比例極小，因此，弱密鑰和半弱密鑰的存在不會(huì)

18、危及到DES的安全性。 （3）密文與明文、密文與密鑰的相關(guān)性 一些文獻(xiàn)詳細(xì)研究了DES的輸入明文與密文以及密鑰與密文之間的相關(guān)性。研究結(jié)果表明可使每個(gè)密文bit都是所有明文bit和所有密鑰bit的復(fù)合函數(shù)，并且指出要達(dá)到這一要求至少需要迭代5輪。用x2檢驗(yàn)證明，迭代8輪后輸入和輸出就可認(rèn)為是不相關(guān)的了。 （4）S-盒的設(shè)計(jì) S-盒是DES算法的心臟，DES靠它實(shí)現(xiàn)非線(xiàn)性變換，關(guān)于S-盒的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則還沒(méi)有完全公開(kāi)。許多密碼學(xué)家懷疑NSA設(shè)計(jì)S-盒時(shí)隱藏了“陷門(mén)”使得只有他們?cè)诳梢云谱g算法，但沒(méi)有證據(jù)能證明這點(diǎn)。在1976年，NSA披露了S-盒的下面幾條設(shè)計(jì)原則： 每一個(gè)S-盒的每一行是整數(shù)0-15

19、的一個(gè)置換； 每個(gè)S-盒的輸出都不是它的輸入的線(xiàn)性或仿射函數(shù)； 改變S-盒的一個(gè)輸入bit，其輸出至少有2bit發(fā)生變化； 對(duì)任何S-盒和任何輸入x，s(x)和s(x001100)至少有2bit不同（這里x是一個(gè)長(zhǎng)度為6的bit串）； 對(duì)任何S-盒和任何輸入x以及e，f0,1,S(x)S(x11ef00)，其中x是一個(gè)長(zhǎng)度為6的bit串； 對(duì)任何S-盒，當(dāng)它的任一輸入位保持不變，其他5位輸入變化時(shí)，輸出數(shù)字中的0和1的總數(shù)接近相等。（5）DES的攻擊方法目前攻擊DES的主要方法有差分攻擊、線(xiàn)性攻擊和相關(guān)性密鑰攻擊等方法，在這些攻擊方法中，線(xiàn)性攻擊方法是最有效的一種方法。C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)DES算法1.

20、首先，頭文件與宏定義#include "stdio.h"  #include "memory.h"  #include "time.h"  #include "stdlib.h"  #define PLAIN_FILE_OPEN_ERROR -1  #define KEY_FILE_OPEN_ERROR -2  #de

21、fine CIPHER_FILE_OPEN_ERROR -3  #define OK 1  2.對(duì)基本數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行typedefTypedef char ElemType;3.初始置換表，逆初始置換表，S盒等已知數(shù)據(jù)的定義/初始置換表IP  int IP_Table64 =   57,49,41,33,25,17,9,1,           &#

22、160;   59,51,43,35,27,19,11,3,                61,53,45,37,29,21,13,5,               63,55,47,39,31,23,15,7,       &

23、#160;       56,48,40,32,24,16,8,0,               58,50,42,34,26,18,10,2,               60,52,44,36,28,20,12,4, 

24、0;             62,54,46,38,30,22,14,6;   /逆初始置換表IP-1  int IP_1_Table64 = 39,7,47,15,55,23,63,31,             38,6,46,14,54,22,62,3

25、0,             37,5,45,13,53,21,61,29,             36,4,44,12,52,20,60,28,             35,3,43,11,51,19,5

26、9,27,             34,2,42,10,50,18,58,26,             33,1,41,9,49,17,57,25,             32,0,40,8,48,16,

27、56,24;  /擴(kuò)充置換表E  int E_Table48 = 31,0,1,2,3,4,             3,4,5,6,7,8,             7,8,9,10,11,12,      

28、       11,12,13,14,15,16,             15,16,17,18,19,20,             19,20,21,22,23,24,        

29、     23,24,25,26,27,28,             27,28,29,30,31,0;  /置換函數(shù)P  int P_Table32 = 15,6,19,20,28,11,27,16,            &

30、#160;0,14,22,25,4,17,30,9,             1,7,23,13,31,26,2,8,             18,12,29,5,21,10,3,24;  /S盒  int S8416 =/S1    &

31、#160;         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,           

32、60;      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,             

33、;   /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, 

34、0;              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,       

35、         /S3                10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,                13,7,0,9,3,4,

36、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,

37、2,12,                /S4                7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,          &#

38、160;     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,               

39、0;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,    

40、60;           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,          

41、;      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

42、,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,    

43、            4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,                /S7               &

44、#160;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

45、,8,0,5,9,2,                6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,                /S8         &#

46、160;      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,              

47、0; 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;  /置換選擇1  int PC_156 = 56,48,40,32,24,16,8,       

48、         0,57,49,41,33,25,17,                9,1,58,50,42,34,26,                18,10,2,59,51,4

49、3,35,                62,54,46,38,30,22,14,                6,61,53,45,37,29,21,          &#

50、160;     13,5,60,52,44,36,28,                20,12,4,27,19,11,3;  /置換選擇2  int PC_248 = 13,16,10,23,0,4,2,27,        

51、0;       14,5,20,9,22,18,11,3,                25,7,15,6,26,19,12,1,                40,51,30,36,46,54,29,3

52、9,                50,44,32,46,43,48,38,55,                33,52,45,41,49,35,28,31;  /對(duì)左移次數(shù)的規(guī)定  int MOVE_TIMES16

53、0;= 1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1; 4.函數(shù)聲明int ByteToBit(ElemType ch,ElemType bit8);  int BitToByte(ElemType bit8,ElemType *ch);  int Char8ToBit64(ElemType ch8,ElemType bit64);  int Bit64ToChar8(ElemType b

54、it64,ElemType ch8);  int DES_MakeSubKeys(ElemType key64,ElemType subKeys1648);  int DES_PC1_Transform(ElemType key64, ElemType tempbts56);  int DES_PC2_Transform(ElemType key56, ElemType tempbts48);  

55、int DES_ROL(ElemType data56, int time);  int DES_IP_Transform(ElemType data64);  int DES_IP_1_Transform(ElemType data64);  int DES_E_Transform(ElemType data48);  int DES_P_Transform(ElemType data32);&

56、#160; int DES_SBOX(ElemType data48);  int DES_XOR(ElemType R48, ElemType L48,int count);  int DES_Swap(ElemType left32,ElemType right32);  int DES_EncryptBlock(ElemType plainBlock8,ElemType subKeys164

57、8,ElemType cipherBlock8);  int DES_DecryptBlock(ElemType cipherBlock8,ElemType subKeys1648,ElemType plainBlock8);  int DES_Encrypt(char *plainFile, char *keyStr,char *cipherFile);  int DES_Decrypt(char *cipherF

58、ile, char *keyStr,char *plainFile);  5.函數(shù)實(shí)現(xiàn)/字節(jié)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制  int ByteToBit(ElemType ch, ElemType bit8)      int cnt;      for(cnt = 0;cnt < 8; cnt+)  

59、;        *(bit+cnt) = (ch>>cnt)&1;         return 0;      /二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成字節(jié)  int BitToByte(ElemType bit8,ElemType *ch)    &

60、#160; int cnt;      for(cnt = 0;cnt < 8; cnt+)          *ch |= *(bit + cnt)<<cnt;         return 0; &

61、#160;    /將長(zhǎng)度為8的字符串轉(zhuǎn)為二進(jìn)制位串  int Char8ToBit64(ElemType ch8,ElemType bit64)      int cnt;      for(cnt = 0; cnt < 8; cnt+)      &

62、#160;           ByteToBit(*(ch+cnt),bit+(cnt<<3);         return 0;      /將二進(jìn)制位串轉(zhuǎn)為長(zhǎng)度為8的字符串  int Bit64ToChar8(ElemType bit64,ElemType c

63、h8)      int cnt;      memset(ch,0,8);      for(cnt = 0; cnt < 8; cnt+)          BitToByte(bit+(cnt<<3),ch+cnt);

64、0;       return 0;      /生成子密鑰  int DES_MakeSubKeys(ElemType key64,ElemType subKeys1648)      ElemType temp56;      int cnt;  

65、;    DES_PC1_Transform(key,temp);/PC1置換      for(cnt = 0; cnt < 16; cnt+)/16輪跌代，產(chǎn)生16個(gè)子密鑰       DES_ROL(temp,MOVE_TIMEScnt);/循環(huán)左移       DES_PC2_Tran

66、sform(temp,subKeyscnt);/PC2置換，產(chǎn)生子密鑰       return 0;      /密鑰置換1  int DES_PC1_Transform(ElemType key64, ElemType tempbts56)      int cnt;     

67、;     for(cnt = 0; cnt < 56; cnt+)          tempbtscnt = keyPC_1cnt;         return 0;      /密鑰置換2

68、0; int DES_PC2_Transform(ElemType key56, ElemType tempbts48)      int cnt;      for(cnt = 0; cnt < 48; cnt+)          tempbtscn

69、t = keyPC_2cnt;         return 0;      /循環(huán)左移  int DES_ROL(ElemType data56, int time)         ElemType temp56;   

70、60;memcpy(temp,data,time);      memcpy(temp+time,data+28,time);      memcpy(data,data+time,28-time);      memcpy(data+28-time,temp,time);    memcpy(data+28,data+28+time,28-time);   

71、;   memcpy(data+56-time,temp+time,time);         return 0;      /IP置換  int DES_IP_Transform(ElemType data64)      int cnt;     

72、60;ElemType temp64;      for(cnt = 0; cnt < 64; cnt+)          tempcnt = dataIP_Tablecnt;         memcpy(data,temp,64); &#

73、160;    return 0;      /IP逆置換  int DES_IP_1_Transform(ElemType data64)      int cnt;      ElemType temp64;      for(cnt 

74、= 0; cnt < 64; cnt+)          tempcnt = dataIP_1_Tablecnt;        memcpy(data,temp,64);      return 0;      

75、;/擴(kuò)展置換  int DES_E_Transform(ElemType data48)      int cnt;      ElemType temp48;      for(cnt = 0; cnt < 48; cnt+)     

76、60;    tempcnt = dataE_Tablecnt;            memcpy(data,temp,48);      return 0;      /P置換  int DES_P_Transform(ElemType data

77、32)      int cnt;      ElemType temp32;      for(cnt = 0; cnt < 32; cnt+)          tempcnt = dataP_Tablecnt

78、;            memcpy(data,temp,32);      return 0;      /異或  int DES_XOR(ElemType R48, ElemType L48 ,int count)    &

79、#160; int cnt;      for(cnt = 0; cnt < count; cnt+)          Rcnt = Lcnt;         return 0;    &#

80、160; /S盒置換  int DES_SBOX(ElemType data48)      int cnt;      int line,row,output;      int cur1,cur2;      for(cnt = 0; cnt&#

81、160;< 8; cnt+)          cur1 = cnt*6;          cur2 = cnt<<2;          line = (datacur1<<1)

82、0;+ datacur1+5;          row = (datacur1+1<<3) + (datacur1+2<<2)              + (datacur1+3<<1) + datacur1+4;  &

83、#160;       output = Scntlinerow;     datacur2 = (output&0X08)>>3;          datacur2+1 = (output&0X04)>>2;      

84、60;   datacur2+2 = (output&0X02)>>1;          datacur2+3 = output&0x01;              return 0;    /交換 

85、; int DES_Swap(ElemType left32, ElemType right32)      ElemType temp32;      memcpy(temp,left,32);         memcpy(left,right,32);      

86、  memcpy(right,temp,32);      return 0;    /加密單個(gè)分組  int DES_EncryptBlock(ElemType plainBlock8, ElemType subKeys1648, ElemType cipherBlock8)      ElemType plainB

87、its64;      ElemType copyRight48;      int cnt;      Char8ToBit64(plainBlock,plainBits);           DES_IP_Transform(plainBits);   

88、  /16輪迭代      for(cnt = 0; cnt < 16; cnt+)                 memcpy(copyRight,plainBits+32,32);        &

89、#160; DES_E_Transform(copyRight);          DES_XOR(copyRight,subKeyscnt,48);           DES_SBOX(copyRight);          DES_P_Transform(copyRig

90、ht);          DES_XOR(plainBits,copyRight,32);          if(cnt != 15)              DES_Swap(plainBits,plainBits+32);

91、0;       DES_IP_1_Transform(plainBits);      Bit64ToChar8(plainBits,cipherBlock);      return 0;    /解密單個(gè)分組  int DES_DecryptBlock(ElemType cipherBlock8, El

92、emType subKeys1648,ElemType plainBlock8)      ElemType cipherBits64;      ElemType copyRight48;      int cnt;      Char8ToBit64(cipherBlock,cipherBits);

93、60;             DES_IP_Transform(cipherBits);        /16輪迭代      for(cnt = 15; cnt >= 0; cnt-)      &#

94、160;         memcpy(copyRight,cipherBits+32,32);          DES_E_Transform(copyRight);          DES_XOR(copyRight,subKeyscnt,48);    

95、60;          DES_SBOX(copyRight);          DES_P_Transform(copyRight);              DES_XOR(cipherBits,copyRight,32);    

96、;      if(cnt != 0)             DES_Swap(cipherBits,cipherBits+32);           DES_IP_1_Transform(cipherBits);      

97、Bit64ToChar8(cipherBits,plainBlock);      return 0;    /加密文件  int DES_Encrypt(char *plainFile, char *keyStr,char *cipherFile)      FILE *plain,*cipher;    

98、  int count;      ElemType plainBlock8,cipherBlock8,keyBlock8;      ElemType bKey64;      ElemType subKeys1648;      if(plain = fopen(plainF

99、ile,"rb") = NULL)   return PLAIN_FILE_OPEN_ERROR;           if(cipher = fopen(cipherFile,"wb") = NULL)   return CIPHER_FILE_OPEN_ERROR;     

100、   memcpy(keyBlock,keyStr,8);      Char8ToBit64(keyBlock,bKey);      DES_MakeSubKeys(bKey,subKeys);        while(!feof(plain)         if(count = fread(plainBlock,sizeof(char),8,plain) = 8)   DES_EncryptBlock(plainBlock,subKeys,cipherBlock);            fwrite(cipherBlock,sizeof(char),8,cipher);