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DES加密解密算法(简单、易懂、超级详细)

2023-04-12

目录一、基础补充二、什么是DES算法  (1)对称加密算法  (2)非对称加密算法  (3)对称加密算法的应用三、DES算法的基础操作步骤  1.明文的加密整体过程  2.F轮函数解析 &n

目录

一、基础补充

二、什么是DES算法

    (1)对称加密算法

    (2)非对称加密算法

    (3)对称加密算法的应用

三、DES算法的基础操作步骤

    1.明文的加密整体过程

    2.F轮函数解析

    3.密钥的形成过程

四、AC代码

五、DES算法的测试

 六、共勉


一、基础补充

    在实现DES算法时,需要掌握对二进制数的了解,例如:源码、反码、补码,位操作等,如果有不懂的朋友可以先去看看我对二进制数的理解,再来看DES算法,会更加容易。

    源码、反码、补码:http://t.csdn.cn/Osuf2

    位操作,例如:按位与、按位或、按位异或、按位左移、按位右移等:http://t.csdn.cn/YQ60C

    我的参考视频

DES加密算法|密码学|信息安全_哔哩哔哩_bilibili

二、什么是DES算法

    (1)对称加密算法

    1. 通信的双方同时掌握一个密钥,加密解密都是由一个密钥完成的(加密密钥等于解密密钥)。

    2. 双方通信前共同拟定一个密钥,不对第三方公开。

    3. 不具有个体原子性,一个密钥被共享,泄露几率会大大增加。

    (2)非对称加密算法

    1.在非对称加密中,不再只有一个密钥Key了。在非对称加密算法中,密钥被分解为一对,一个称为公开密钥,另一个称为私有密钥。对于公钥,可以通过非保密方式向他人公开,而私钥则由解密方保密,不对别人公开。

    (3)对称加密算法的应用

    1. DES算法是对称加密算法的代表,虽然现在已经很好实现,但是对于研究其改进的方法,有很重大的影响。

    2. 在DES算法中由于大部分原始数据较长,首先需要将数据切成64位的明文分组,所以DES算法也叫做分组加密算法。

    3. 在DES算法中使用的密钥位64位,其中有效的密钥长度其实只有56位(分成8块每块长为8位,每隔8位设置左后一位为校验位,采用就奇偶校验法)。

    4. 在DES算法中加密的明文较长,需要对DES加密进行16轮的函数循环迭代。

三、DES算法的基础操作步骤

    由于DES算法过于复杂,我将它分为3大步:

    (1)明文的加密的整体过程

    (2)F轮函数解析

    (3)密钥的形成过程

    1.明文的加密整体过程

    (1)  输入64bit的明文进行IP置换,分成左右两个分支各为32bit, 左边:32bitL0,右边:32bitR0

      (2)  右分支:L1 = R0  左分支:引入48bit 的密钥,R1=L0 异或  f(R0,K1)  

      (3)  相同的操作进行16次的运算循环,算出相应的,R1~R16,L0~L16

    (4)最后在进行IP的逆序置换,将左右两个分支再次合并为64bit密文

    (5)将上述的说法,汇聚成流程图,方便大家理解

     (6)整体的操作代码:

  1. string wen(string wenBinary[], int num)
  2. {
  3. int i, j;
  4. string ipWenBinary[100]; //保存明文
  5. string left[17], right[17], temp, result; //分为左右两个分支
  6. for (i = 0; i < num; i++)
  7. {
  8. temp = ""; //一个暂存明文的字符串
  9. //进行IP置换
  10. for (j = 0; j < 64; j++) //明文为64bit
  11. {
  12. temp += wenBinary[i][ipTable[j] - 1];
  13. }
  14. ipWenBinary[i] = temp;
  15. }
  16. //进行左右分支,分为left:L0,,,right:R0
  17. for (i = 0; i < num; i++)
  18. {
  19. left[0] = ipWenBinary[i].substr(0, 32);
  20. right[0] = ipWenBinary[i].substr(32, 32);
  21. //
  22. for (j = 0; j < 16; j++) //进行16次循环
  23. {
  24. left[j + 1] = right[j]; // left: L1 = R0
  25. //加密和解密的区别
  26. // flag 为全局变量
  27. if (flag == 1) // flage = 1进行加密,否则进行解密
  28. right[j + 1] = xorAB(left[j], f(right[j], k[j]));
  29. else
  30. //倒着进行解密
  31. right[j + 1] = xorAB(left[j], f(right[j], k[15 - j]));
  32. }
  33. temp = right[j] + left[j]; //经过16轮加密/解密,将左右32bit合并
  34. //将加密后的密文进行最后的置换,实际上和初始置换是对称的~!
  35. //每块的加密结果都和在result中,加密可以直接输出比特流
  36. // 进行IP的逆置换
  37. for (j = 0; j < 64; j++)
  38. {
  39. result += temp[ipReverseTable[j] - 1];
  40. }
  41. }
  42. //解密结果输出的是字符
  43. if (flag == 2)
  44. {
  45. string ch;
  46. for (i = 0; i < num * 8; i++) //一个模块是8个bit
  47. {
  48. ch += binaryToInt(result.substr(8 * i, 8)); //每8bit进行一次二进制转整型
  49. }
  50. result = ch;
  51. }
  52. return result;
  53. }

     (7)在以上的操作都是在进行二进制数、整数、字符转换,操作代码如下:

  1. //字符转二进制
  2. string charToBinary(char c)
  3. {
  4. int i, b = c, k = 0, flag = 0;
  5. string result;
  6. //负数就是中文字符
  7. if (b < 0)
  8. {
  9. b = -b;
  10. flag = 1;
  11. }
  12. //英文字符转换成ASCII的倒序,所以后面需要进行逆序
  13. while (k < 8) //这里的8表示char是1个字节=8bit
  14. {
  15. if (b) //这里将ASCII里的字符转换为二进制
  16. {
  17. result += ((b % 2) + '0'); // 其中这里+'0',表示将数字转换为字符
  18. b /= 2;
  19. }
  20. else result += '0';
  21. k++;
  22. }
  23. //汉字字符处理
  24. if (flag)//判断是否为汉字
  25. {
  26. for (i = 0; i < result.length(); i++) //此时因为是负数,源码、反码、补码不相等,需要置换
  27. {
  28. if (result[i] == '0') result[i] = '1'; // 反码:最高最不变,其它的0->1,,1->0
  29. else result[i] = '0';
  30. }
  31. for (i = 0; result[i] != '0'; i++)
  32. {
  33. result[i] = '0'; //补码 :反码加+1
  34. }
  35. result[i] = '1';
  36. }
  37. reverse(result.begin(), result.end()); //将结果逆序,成为最终的二进制
  38. return result;
  39. }
  40. //二进制转整型
  41. int binaryToInt(string s)
  42. {
  43. int i, result = 0, p = 1;
  44. for (i = s.length() - 1; i >= 0; i--)
  45. {
  46. result += ((s[i] - '0') * p); //数字字符转成字符
  47. p *= 2;
  48. }
  49. return result;
  50. }
  51. //整型转二进制
  52. string intToBinary(int i)
  53. {
  54. int k = 0;
  55. string result;
  56. while (k < 4) //此处,处理进入S盒后取出的数据转为2进制,此处最多用4bit
  57. {
  58. if (i)
  59. {
  60. result += ((i % 2) + '0');
  61. i /= 2;
  62. }
  63. else result += '0';
  64. k++;
  65. }
  66. reverse(result.begin(), result.end());
  67. return result;
  68. }

2.F轮函数解析

    F轮函数是整个DES算法的核心其中包括:

    (1)IP置换

    (2)E扩展:将32bit的R0扩展为48bit的R0,其中扩展图为:

    (3)异或:将48bit的R0于48bit的K1进行异或

    (4)S盒压缩处理 :大盒子里有8块6bit 的小盒子,刚好容纳48bit的二进制数,盒子的特点是6进4出,出了盒子就变成了32bit的二进制数,举例:

     (5)IP逆序置换

    其中F轮函数的执行代码如下图所示:

  1. //f函数
  2. string f(string right, string k) //其中right 为明文的右分支R0--R16,k当前加密轮密钥
  3. {
  4. int i, temp;
  5. string extendBinary, result, b0; //extendBinary用来存放E扩展32bit~48bit的内容
  6. string b[8], row, col;
  7. string b8, pb;
  8. for (i = 0; i < 48; i++)
  9. {
  10. extendBinary += right[extendTable[i] - 1];
  11. }
  12. b0 = xorAB(extendBinary, k);//扩展后的内容与此轮密钥异或操作并将结果存入b0中
  13. for (i = 0; i < 8; i++) //将b0的内容分成八份,每份六bit,为进入S盒做准备
  14. {
  15. b[i] = b0.substr(i * 6, 6);
  16. }
  17. for (i = 0; i < 8; i++)
  18. {
  19. //6bit的第一位和第六位作为行坐标
  20. row = b[i].substr(0, 1) + b[i].substr(5, 1);
  21. //6bit的第二至五位作为纵坐标
  22. col = b[i].substr(1, 4);
  23. //进行查表
  24. temp = sBox[i][binaryToInt(row)][binaryToInt(col)];
  25. //转到b8中合并----48bit压缩到32bit
  26. b[i] = intToBinary(temp);
  27. b8 += b[i];
  28. }
  29. //进行P盒置换
  30. for (i = 0; i < 32; i++)
  31. {
  32. pb += b8[pTable[i] - 1];
  33. }
  34. //f轮函数结束,返回pb
  35. return pb;
  36. }

3.密钥的形成过程

    (1)密钥原本为64bit ,去掉8位校验位,剩余56位参与运算

    (2)按照交换规则,生成16位48bit的轮密钥

    其中密钥生成的流程图和代码如下图: 

  1. void miyao()
  2. {
  3. int i, j;
  4. string miyao, miyaoBinary, pc1MiyaoBinary;
  5. string c[17], d[17], temp, pc2Temp;
  6. cout << "请输入密钥:";
  7. while (cin >> miyao)
  8. {
  9. if (miyao.length() < 9) break;
  10. else cout << "密钥不能超过8位,请重新输入:";
  11. }
  12. for (i = 0; i < miyao.length(); i++)
  13. {
  14. miyaoBinary += charToBinary(miyao[i]);
  15. }
  16. //密钥长度不足64bit,补'0'
  17. //64位中,只有56位参与运算,其中8位为校验位
  18. while (miyaoBinary.length() % 64 != 0)
  19. {
  20. miyaoBinary += '0';
  21. }
  22. //从64bit密钥中依据PC-1盒子取出56bit
  23. for (i = 0; i < 56; i++)
  24. {
  25. pc1MiyaoBinary += miyaoBinary[pc1Table[i] - 1];
  26. }
  27. //56bit分成左右两部分
  28. // 左右两部分都为28bit
  29. c[0] = pc1MiyaoBinary.substr(0, 28);
  30. d[0] = pc1MiyaoBinary.substr(28, 28);
  31. 产生16轮加密需要的密钥,存入全局变量k[]中
  32. for (i = 1; i <= 16; i++)
  33. {
  34. //根据循环移位表,确定生成该轮密钥移位数目
  35. c[i] = c[i - 1].substr(loopTable[i - 1], 28 - loopTable[i - 1]) + c[i - 1].substr(0, loopTable[i - 1]);
  36. d[i] = d[i - 1].substr(loopTable[i - 1], 28 - loopTable[i - 1]) + d[i - 1].substr(0, loopTable[i - 1]);
  37. //移位后将其合并
  38. temp = c[i] + d[i];
  39. pc2Temp = "";
  40. // 通过PC2成为48bit密钥
  41. for (j = 0; j < 48; j++)
  42. {
  43. pc2Temp += temp[pc2Table[j] - 1];
  44. }
  45. k[i - 1] = pc2Temp;//从1`16
  46. }
  47. }

四、AC代码

(1)先建立一个#include "DES.h"的头文件,放入需要的函数

  1. #pragma once
  2. #include<iostream>
  3. #include<cstdio>
  4. #include<string>
  5. #include<algorithm>
  6. using namespace std;
  7. //字符转二进制
  8. string charToBinary(char c);
  9. //二进制转整型
  10. int binaryToInt(string s);
  11. //整型转二进制
  12. string intToBinary(int i);
  13. //异或运算
  14. string xorAB(string a, string b);
  15. //f函数
  16. string f(string right, string k);
  17. //明文/密文处理
  18. string wen(string wenBinary[], int num);
  19. //密钥处理
  20. void miyao();
  21. //DES 算法测试
  22. void DES();

(2)在建立DES.cpp,写出头文件中对应的函数操作

  1. #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
  2. #include "DES.h"
  3. //进行标记选择
  4. int flag;
  5. string k[16]; //16轮密钥存储
  6. //PC1选位表
  7. int pc1Table[56] =
  8. {
  9. 57,49,41,33,25,17,9,1,
  10. 58,50,42,34,26,18,10,2,
  11. 59,51,43,35,27,19,11,3,
  12. 60,52,44,36,63,55,47,39,
  13. 31,23,15,7,62,54,46,38,
  14. 30,22,14,6,61,53,45,37,
  15. 29,21,13,5,28,20,12,4
  16. };
  17. //左移位数表
  18. int loopTable[16] =
  19. {
  20. 1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
  21. };
  22. //PC2选位表
  23. int pc2Table[48] =
  24. {
  25. 14,17,11,24,1,5,
  26. 3,28,15,6,21,10,
  27. 23,19,12,4,26,8,
  28. 16,7,27,20,13,2,
  29. 41,52,31,37,47,55,
  30. 30,40,51,45,33,48,
  31. 44,49,39,56,34,53,
  32. 46,42,50,36,29,32
  33. };
  34. //置换IP表
  35. int ipTable[64] =
  36. {
  37. 58,50,42,34,26,18,10,2,
  38. 60,52,44,36,28,20,12,4,
  39. 62,54,46,38,30,22,14,6,
  40. 64,56,48,40,32,24,16,8,
  41. 57,49,41,33,25,17,9,1,
  42. 59,51,43,35,27,19,11,3,
  43. 61,53,45,37,29,21,13,5,
  44. 63,55,47,39,31,23,15,7
  45. };
  46. //E扩展置换表
  47. int extendTable[48] =
  48. {
  49. 32,1,2,3,4,5,
  50. 4,5,6,7,8,9,
  51. 8,9,10,11,12,13,
  52. 12,13,14,15,16,17,
  53. 16,17,18,19,20,21,
  54. 20,21,22,23,24,25,
  55. 24,25,26,27,28,29,
  56. 28,29,30,31,32,1
  57. };
  58. //S盒
  59. int sBox[8][4][16] =
  60. {
  61. //S1
  62. 14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
  63. 0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,
  64. 4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,
  65. 15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13,
  66. //S2
  67. 15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,
  68. 3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,
  69. 0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,
  70. 13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9,
  71. //S3
  72. 10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,
  73. 13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,
  74. 13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,
  75. 1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12,
  76. //S4
  77. 7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,
  78. 13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,
  79. 10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
  80. 3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14,
  81. //S5
  82. 2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,
  83. 14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,
  84. 4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,
  85. 11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3,
  86. //S6
  87. 12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,
  88. 10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,
  89. 9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,
  90. 4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,
  91. //S7
  92. 4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,
  93. 13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
  94. 1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,
  95. 6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,
  96. //S8
  97. 13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,
  98. 1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,
  99. 7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,
  100. 2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11
  101. };
  102. //P换位表
  103. int pTable[32] =
  104. {
  105. 16,7,20,21,
  106. 29,12,28,17,
  107. 1,15,23,26,
  108. 5,18,31,10,
  109. 2,8,24,14,
  110. 32,27,3,9,
  111. 19,13,30,6,
  112. 22,11,4,25
  113. };
  114. //逆置换IP^-1表
  115. int ipReverseTable[64] = {
  116. 40,8,48,16,56,24,64,32,
  117. 39,7,47,15,55,23,63,31,
  118. 38,6,46,14,54,22,62,30,
  119. 37,5,45,13,53,21,61,29,
  120. 36,4,44,12,52,20,60,28,
  121. 35,3,43,11,51,19,59,27,
  122. 34,2,42,10,50,18,58,26,
  123. 33,1,41,9,49,17,57,25
  124. };
  125. //将输入的东西全部看成字符
  126. //字符转二进制
  127. string charToBinary(char c)
  128. {
  129. int i, b = c, k = 0, flag = 0;
  130. string result;
  131. //负数就是中文字符
  132. if (b < 0)
  133. {
  134. b = -b;
  135. flag = 1;
  136. }
  137. //英文字符转换成ASCII的倒序,所以后面需要进行逆序
  138. while (k < 8) //这里的8表示char是1个字节=8bit
  139. {
  140. if (b) //这里将ASCII里的字符转换为二进制
  141. {
  142. result += ((b % 2) + '0'); // 其中这里+'0',表示将数字转换为字符
  143. b /= 2;
  144. }
  145. else result += '0';
  146. k++;
  147. }
  148. //汉字字符处理
  149. if (flag)//判断是否为汉字
  150. {
  151. for (i = 0; i < result.length(); i++) //此时因为是负数,源码、反码、补码不相等,需要置换
  152. {
  153. if (result[i] == '0') result[i] = '1'; // 反码:最高最不变,其它的0->1,,1->0
  154. else result[i] = '0';
  155. }
  156. for (i = 0; result[i] != '0'; i++)
  157. {
  158. result[i] = '0'; //补码 :反码加+1
  159. }
  160. result[i] = '1';
  161. }
  162. reverse(result.begin(), result.end()); //将结果逆序,成为最终的二进制
  163. return result;
  164. }
  165. //二进制转整型
  166. int binaryToInt(string s)
  167. {
  168. int i, result = 0, p = 1;
  169. for (i = s.length() - 1; i >= 0; i--)
  170. {
  171. result += ((s[i] - '0') * p); //数字字符转成字符
  172. p *= 2;
  173. }
  174. return result;
  175. }
  176. //整型转二进制
  177. string intToBinary(int i)
  178. {
  179. int k = 0;
  180. string result;
  181. while (k < 4) //此处,处理进入S盒后取出的数据转为2进制,此处最多用4bit
  182. {
  183. if (i)
  184. {
  185. result += ((i % 2) + '0');
  186. i /= 2;
  187. }
  188. else result += '0';
  189. k++;
  190. }
  191. reverse(result.begin(), result.end());
  192. return result;
  193. }
  194. //异或运算
  195. string xorAB(string a, string b)
  196. {
  197. int i;
  198. string result;
  199. for (i = 0; i < a.length(); i++)
  200. { //+'0':表示数字转化为数字字符
  201. result += (((a[i] - '0') ^ (b[i] - '0')) + '0'); // -'0':表示数字字符转化为数字
  202. }
  203. return result;
  204. }
  205. //f函数
  206. string f(string right, string k) //其中right 为明文的右分支R0--R16,k当前加密轮密钥
  207. {
  208. int i, temp;
  209. string extendBinary, result, b0; //extendBinary用来存放E扩展32bit~48bit的内容
  210. string b[8], row, col;
  211. string b8, pb;
  212. for (i = 0; i < 48; i++)
  213. {
  214. extendBinary += right[extendTable[i] - 1];
  215. }
  216. b0 = xorAB(extendBinary, k);//扩展后的内容与此轮密钥异或操作并将结果存入b0中
  217. for (i = 0; i < 8; i++) //将b0的内容分成八份,每份六bit,为进入S盒做准备
  218. {
  219. b[i] = b0.substr(i * 6, 6);
  220. }
  221. for (i = 0; i < 8; i++)
  222. {
  223. //6bit的第一位和第六位作为行坐标
  224. row = b[i].substr(0, 1) + b[i].substr(5, 1);
  225. //6bit的第二至五位作为纵坐标
  226. col = b[i].substr(1, 4);
  227. //进行查表
  228. temp = sBox[i][binaryToInt(row)][binaryToInt(col)];
  229. //转到b8中合并----48bit压缩到32bit
  230. b[i] = intToBinary(temp);
  231. b8 += b[i];
  232. }
  233. //进行P盒置换
  234. for (i = 0; i < 32; i++)
  235. {
  236. pb += b8[pTable[i] - 1];
  237. }
  238. //f轮函数结束,返回pb
  239. return pb;
  240. }
  241. //明文/密文处理
  242. string wen(string wenBinary[], int num)
  243. {
  244. int i, j;
  245. string ipWenBinary[100]; //保存明文
  246. string left[17], right[17], temp, result; //分为左右两个分支
  247. for (i = 0; i < num; i++)
  248. {
  249. temp = ""; //一个暂存明文的字符串
  250. //进行IP置换
  251. for (j = 0; j < 64; j++) //明文为64bit
  252. {
  253. temp += wenBinary[i][ipTable[j] - 1];
  254. }
  255. ipWenBinary[i] = temp;
  256. }
  257. //进行左右分支,分为left:L0,,,right:R0
  258. for (i = 0; i < num; i++)
  259. {
  260. left[0] = ipWenBinary[i].substr(0, 32);
  261. right[0] = ipWenBinary[i].substr(32, 32);
  262. //
  263. for (j = 0; j < 16; j++) //进行16次循环
  264. {
  265. left[j + 1] = right[j]; // left: L1 = R0
  266. //加密和解密的区别
  267. // flag 为全局变量
  268. if (flag == 1) // flage = 1进行加密,否则进行解密
  269. right[j + 1] = xorAB(left[j], f(right[j], k[j]));
  270. else
  271. //倒着进行解密
  272. right[j + 1] = xorAB(left[j], f(right[j], k[15 - j]));
  273. }
  274. temp = right[j] + left[j]; //经过16轮加密/解密,将左右32bit合并
  275. //将加密后的密文进行最后的置换,实际上和初始置换是对称的~!
  276. //每块的加密结果都和在result中,加密可以直接输出比特流
  277. // 进行IP的逆置换
  278. for (j = 0; j < 64; j++)
  279. {
  280. result += temp[ipReverseTable[j] - 1];
  281. }
  282. }
  283. //解密结果输出的是字符
  284. if (flag == 2)
  285. {
  286. string ch;
  287. for (i = 0; i < num * 8; i++) //一个模块是8个bit
  288. {
  289. ch += binaryToInt(result.substr(8 * i, 8)); //每8bit进行一次二进制转整型
  290. }
  291. result = ch;
  292. }
  293. return result;
  294. }
  295. //密钥处理
  296. void miyao()
  297. {
  298. int i, j;
  299. string miyao, miyaoBinary, pc1MiyaoBinary;
  300. string c[17], d[17], temp, pc2Temp;
  301. cout << "请输入密钥:";
  302. while (cin >> miyao)
  303. {
  304. if (miyao.length() < 9) break;
  305. else cout << "密钥不能超过8位,请重新输入:";
  306. }
  307. for (i = 0; i < miyao.length(); i++)
  308. {
  309. miyaoBinary += charToBinary(miyao[i]);
  310. }
  311. //密钥长度不足64bit,补'0'
  312. //64位中,只有56位参与运算,其中8位为校验位
  313. while (miyaoBinary.length() % 64 != 0)
  314. {
  315. miyaoBinary += '0';
  316. }
  317. //从64bit密钥中依据PC-1盒子取出56bit
  318. for (i = 0; i < 56; i++)
  319. {
  320. pc1MiyaoBinary += miyaoBinary[pc1Table[i] - 1];
  321. }
  322. //56bit分成左右两部分
  323. // 左右两部分都为28bit
  324. c[0] = pc1MiyaoBinary.substr(0, 28);
  325. d[0] = pc1MiyaoBinary.substr(28, 28);
  326. 产生16轮加密需要的密钥,存入全局变量k[]中
  327. for (i = 1; i <= 16; i++)
  328. {
  329. //根据循环移位表,确定生成该轮密钥移位数目
  330. c[i] = c[i - 1].substr(loopTable[i - 1], 28 - loopTable[i - 1]) + c[i - 1].substr(0, loopTable[i - 1]);
  331. d[i] = d[i - 1].substr(loopTable[i - 1], 28 - loopTable[i - 1]) + d[i - 1].substr(0, loopTable[i - 1]);
  332. //移位后将其合并
  333. temp = c[i] + d[i];
  334. pc2Temp = "";
  335. // 通过PC2成为48bit密钥
  336. for (j = 0; j < 48; j++)
  337. {
  338. pc2Temp += temp[pc2Table[j] - 1];
  339. }
  340. k[i - 1] = pc2Temp;//从1`16
  341. }
  342. }
  343. // 输出函数
  344. void DES()
  345. {
  346. int i, j, num;
  347. string wenString, wenBinary[100], temp;
  348. while (1)
  349. {
  350. cout << "----------------------------------------------" << endl;
  351. cout << "***** 请选择所需功能: *****" << endl;
  352. cout << "***** 1. 加密 *****" << endl;
  353. cout << "***** 2. 解密 *****" << endl;
  354. cout << "***** 0.退出程序 *****"<< endl;
  355. cout << "----------------------------------------------" << endl;
  356. cin >> flag;
  357. if (!flag)
  358. break;
  359. else if ((flag != 1) && (flag != 2))
  360. {
  361. cout << "输入不合法,请重新输入!" << endl << endl;
  362. continue;
  363. }
  364. num = 0;
  365. miyao();
  366. getchar();
  367. switch (flag)
  368. {
  369. case 1:
  370. cout << "请输入明文:";
  371. getline(cin, wenString);//输入明文
  372. //将明文转成二进制
  373. for (i = 0; i < wenString.length(); i++)
  374. {
  375. temp += charToBinary(wenString[i]);
  376. //字符每满8bit为一组,最后一组可以不满8bit,后面会补0
  377. if (((i + 1) % 8 == 0) || (((i + 1) % 8 != 0) && (i == wenString.length() - 1)))
  378. {
  379. wenBinary[num++] = temp;
  380. temp = "";
  381. }
  382. }
  383. //最后一组不满64位就补零,补的零,一定是八的整数倍,二进制00000000为null空字符,不输出
  384. while (wenBinary[num - 1].length() % 64 != 0)
  385. {
  386. wenBinary[num - 1] += '0';
  387. }
  388. cout << "加密结果为(二进制):" << wen(wenBinary, num) << endl << endl;
  389. break;
  390. case 2:
  391. cout << "请输入密文(二进制):";
  392. cin >> wenString;
  393. for (i = 0; i * 64 < wenString.length(); i++)
  394. {
  395. wenBinary[num++] = wenString.substr(i * 64, 64);
  396. }
  397. cout << "解密结果为(字符):" << wen(wenBinary, num) << endl << endl;
  398. break;
  399. case 3:
  400. exit(0);
  401. default :
  402. cout << "输入错误,请重新输入" << endl;
  403. }
  404. }
  405. }

(3)最后在test.c中测试就可以啦!

  1. #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
  2. #include "DES.h"
  3. void menu()
  4. {
  5. cout << "**********************************************" << endl;
  6. cout << "**********************************************" << endl;
  7. cout << "***********欢迎来到DES加密测试系统************" << endl;
  8. cout << "**********************************************" << endl;
  9. cout << "**********************************************" << endl;
  10. }
  11. int main()
  12. {
  13. menu();
  14. DES();
  15. return 0;
  16. }

五、DES算法的测试

 六、共勉

    这篇就是我对DES加密解密算法的理解,如果有不懂或者有问题的小伙伴可以在评论区里说出来哦,我们一起加油哦!!!

文章知识点与官方知识档案匹配,可进一步学习相关知识
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