des加密范例
篇一：DES加密实例
#include "memory.h"
#include "stdio.h"
enum
{encrypt,decrypt};//ENCRYPT:加密，DECRYPT：解密
void des_run(char out[8],char in[8],bool type=encrypt);
//设置密钥
void des_setkey(const char key[8]);
static void f_func(bool in[32],const bool ki[48]);//f函数
static void s_func(bool out[32],const bool in[48]);//s盒代替
//变换
static void transform(bool *out, bool *in, const char *table, int len); static void xor(bool *ina, const bool *inb, int len);//异或
static void rotatel(bool *in, int len, int loop);//循环左移
//字节组转换成位组
static void bytetobit(bool *out,const char *in, int bits);
//位组转换成字节组
static void bittobyte(char *out, const bool *in, int bits);
//置换IP表
const static 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};
//逆置换IP-1表
const static 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};
//E 位选择表
static 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};
//P换位表
const static 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};
//pc1选位表
const static 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
};
//pc2选位表
const static 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
};
//左移位数表
const static char loop_table[16]={1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1}; //S盒
const static 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, (转 载 于:wWw.cssYQ.COm 书 业 网:des加密范例)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 };
static bool subkey[16][48];//16圈子密钥
void des_run(char out[8],char in[8], bool type)
{
static bool m[64],tmp[32],*li=&m[0], *ri=&m[32]; bytetobit(m,in,64);
transform(m,m,ip_table,64);
if(type==encrypt)
{
for(int i=0;i<16;i++){
memcpy(tmp,ri,32);
f_func(ri,subkey[i]);
xor(ri,li,32);
memcpy(li,tmp,32);
}
}
else
{
for(int i=15;i>=0;i--)
{
memcpy(tmp,li,32);
f_func(li,subkey[i]);
xor(li,ri,32);
memcpy(ri,tmp,32);
}
}
transform(m,m,ipr_table,64);
bittobyte(out,m,64);
}
void des_setkey(const char key[8])
{
static 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(subkey[i],k,pc2_table,48);
}
}
void f_func(bool in[32],const bool ki[48])
{
static bool mr[48];
transform(mr,in,e_table,48);
xor(mr,ki,48);
s_func(in,mr);
transform(in,in,p_table,32);
}
void 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];
bytetobit(out,&s_box[i][j][k],4);
}
}
void transform(bool *out,bool *in,const char *table,int len) {
static bool tmp[256];
for(int i=0;i<len;i++)
tmp[i]=in[table[i]-1];
memcpy(out,tmp,len);
}
void xor(bool *ina,const bool *inb,int len)
{
for(int i=0;i<len;i++)
ina[i]^=inb[i];
}
void rotatel(bool *in,int len,int loop)
{
static bool tmp[256];
memcpy(tmp,in,loop);
memcpy(in,in+loop,len-loop);
memcpy(in+len-loop,tmp,loop);
}
void bytetobit(bool *out,const char *in,int bits) {
for(int i=0;i<bits;i++)
out[i]=(in[i/8]>>(i%8)) &1;
}
void bittobyte(char *out,const bool *in,int bits) {
memset(out,0,(bits+7)/8);
for(int i=0;i<bits;i++)
out[i/8]|=in[i]<<(i%8);
}
void main()
{
char key[8]={'p','r','o','g','r','a','m'},str[8]; puts("*****************DES***********************"); printf("\n");
printf("\n");
puts("please input your words");
gets(str);
printf("\n");
puts("****************************************"); des_setkey(key);
des_run(str,str,encrypt);
puts("after encrypting:");
puts(str);
printf("\n");
puts("****************************************"); puts("after decrypting:");
des_run(str,str,decrypt);
puts(str);
篇二：des加密算法的实现及应用
DES加密算法的实现及应用
学生姓名：梁帅指导老师：熊兵
摘要随着信息与通信技术的迅猛发展和广泛应用，人们通过互联网进行信息交流，难免涉及到密码保护问题，这就需要使用DES加密技术来对数据进行加密保护。本课程设计介绍了DES加密的基本原理以及简单的实现方法。本课程设计基于C语言，采用DES算法技术，设计了DES加密程序，实现了DES加密解密功能。经测试，程序能正常运行，实现了设计目标。
关键词DES加密，C语言，信息交流
1 引言
1.1本文主要内容
DES是一个分组密码算法，使用64位密钥（除去8位奇偶校验，实际密钥长度为56位）对64比特的数据分组（二进制数据）加密，产生64位密文数据。DES是一个对称密码体制，加密和解密使用同意密钥，解密和加密使用同一算法（这样，在硬件与软件设计时有利于加密单元的重用）。DES的所有的保密性均依赖于密钥。
DES算法的入口参数有三个：Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位，是DES算法的工作密钥；Data也为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密。
DES算法是这样工作的：如Mode为加密，则用Key 去把数据Data进行加密， 生成Data的密码形式（64位）作为DES的输出结果；如Mode为解密，则用Key去把密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式（64位）作为DES的输出结果。在通信网络的两端，双方约定一致的Key，在通信的源点用Key对核心数据进行DES加密，然后以密码形式在公共通信网（如电话网）中传输到通信网络的终点，数据到达目的地后，用同样的Key对密码数据进行解密，便再现了明码形式的核心数据。这样，便保证了核心数据（如PIN、MAC等）在公共通信网中传输的安全性和可靠性
DES的加密过程：
第一阶段：初始置换IP。在第一轮迭代之前，需要加密的64位明文首先通过初始置换IP 的作用，对输入分组实施置换。最后，按照置换顺序，DES将64位的置换结果分为左右两部分，第1位到第32位记为L0，第33位到第64位记为R0。
第二阶段：16次迭代变换。DES采用了典型的Feistel结构，是一个乘积结构的迭代密码算法。其算法的核心是算法所规定的16次迭代变换。DES算法的16才迭代变换具有相同的结构，每一次迭代变换都以前一次迭代变换的结果和用户密钥扩展得到的子密钥Ki作为输入；每一次迭代变换只变换了一半数据，它们将输入数据的右半部分经过函数f后将其输出，与输入数据的左半部分进行
异或运算，并将得到的结果作为新的有半部分，原来的有半部分变成了新的左半部分。用下面的规则来表示这一过程（假设第i次迭代所得到的结果为LiRi）: Li = Ri-1; Ri = Li-1?f(Ri-1,Ki);在最后一轮左与右半部分并未变换，而是直接将R16 L16并在一起作为未置换的输入。
第三阶段：逆（初始）置换。 他是初始置换IP的逆置换，记为IP-1。在对16次迭代的结果（R16 L16）再使用逆置换IP-1后得到的结果即可作为DES加密的密文Y输出，即Y = IP-1 （R16 L16）。
DES解密过程：
DES的解密算法与其加密算法使用的算法过程相同。两者的不同之处在于解密时子密钥Ki的使用顺序与加密时相反，如果子密钥为K1K2?K16,那么解密时子密钥的使用顺序为K16K15?K1,即使用DES解密算法进行解密时，将以64位密文作为输入，第1次迭代运算使用子密钥K16，第2次迭代运算使用子密钥K15，??，第16 次迭代使用子密钥K1，其它的运算与加密算法相同。这样，最后输出的是64位明文。
对数据进行加密传输能有效地保证数据的机密性，DES是一个保证数据机密性的经典算法，本次课程设计将基于C语言简单实现DES加密解密算法
本文第二节介绍了DES算法的实现原理，第三节详细描述了DES加密算法的设计步骤，第四节为结束语。
1.2设计平台
笔记本，
windows7 64bit操作系统，
Microsoft Visual C++6.0，
C语言。
2 设计原理 2.1对称密码算法简介
对称加密(也叫私钥加密)指加密和解密使用相同密钥的加密算法。有时又叫传统密码算法，就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来，同时解密密钥也可以从加密密钥中推算出来。而在大多数的对称算法中，加密密钥和解密密钥是相同的，所以也称这种加密算法为秘密密钥算法或单密钥算法。它要求发送方和接收方在安全通信之前，商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都可以对他们发送或接收的消息解密，所以密钥的保密性对通信性至关重要. 对称加密算法的特点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。 不足之处是，交易双方都使用同样钥匙，安全性得不到保证。此外，每对用户每次使用对称加密算法时，都需要使用其他人不知道的惟一钥匙，这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量呈几何级数增长，密钥管理成为用户的负担。对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难，主要是因为密钥管理困难，使用成本较高。而与公开密钥加密算法比起来，对称加密算法能够提供加密和认证却缺乏了签名功能，使得使用范围有所缩小.
在计算机专网系统中广泛使用的对称加密算法有DES和IDEA等。
2.2DES算法基本原理
DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是56位，其算法主要分为两步[2]：
1）初始置换
其功能是把输入的64位数据块按位重新组合,并把输出分为L0、R0两部分,每部分各长32位,其置换规则为将输入的第58位换到第一位,第50位换到第2位??依此类推,最后一位是原来的第7位。L0、R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位,R0是右32位,例:设置换前的输入值为D1D2D3??D64,则经过初始置换后的结果为:L0=D58D50??D8;R0=D57D49??D7。
2）逆置换
经过16次迭代运算后,得到L16、R16,将此作为输入,进行逆置换,逆置换正好是
初始置换的逆运算，由此即得到密文输出。如图3.1.1。
图2.2.1 DES算法流程图
从子密钥Ki的生成算法描述图中我们可以看到：初始Key值为64位，但DES算法规定，其中第8、16、......64位是奇偶校验位，不参与DES运算。故Key实际可用位数便只有56位。即：经过缩小选择换位表1的变换后，Key的位数由64 位变成了56位，此56位分为C0、D0两部分，各28位，然后分别进行第1次循环左移，得到C1、D1，将C1（28位）、D1（28位）合并得到56位，再经过缩小选择换位2，从而便得到了密钥K0（48位）。依此类推，便可得到K1、K2
、......、K15，不过需要注意的是，16次循环左移对应的左移位数要依据下述规则进行：
循环左移位数1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
篇三：des加密详解
1
[摘要] 本文详细介绍了DES数据加密算法的原理,并给出了一个例子演示了如何使用c#中的加密包进行DES算法加密,最后对DES进行了评价。
[关键词] 加密 对称 非对称 DES 密钥 明文 密文
从最初的保密通信发展到目前的网络信息加密,信息加密技术一直伴随着信息技术的发展而发展。作为计算机信息保护的最实用和最可靠的方法,信息加密技术被广泛应用到信息安全的各个领域。信息加密技术是一门涉及数学、密码学和计算机的交叉学科。现代密码学的发展,使信息加密技术已经不再依赖于对加密算法本身的保密,而是通过在统计学意义上提高破解的成本来提供高加密算法的安全性。
密码学是一门古老而又年轻的科学,它用于保护军事和外交通信,可追溯到几千年前。1976年Diffie和Hellman的“密码学的新方向”一文引发的密码学的一场革命,开创了公钥密码学的新纪元。
常用加密算法主要用来对敏感数据、摘要、签名等信息进行加密。按照密钥方式划分,可分为对称加密算法和非对称加密算法。
一、对称加密算法
对称加密算法有时又叫做传统密码算法,加密密钥可以从解密密钥中推导出来,解密密钥也可以从加密密钥中推导出来。在大多数的对称算法中,加密密钥和解密密钥是相同的,因此也成为秘密密钥算法或者单密钥算法。它要求发送发和接收方在安全通信之前先商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥,所以密钥的保密性对通信至关重要。对称加密算法主要有分组加密和流加密两类。分组加密是指将明文分成固定商都的组,用同一密钥分别对每一组加密,输出固定长度的密文,典型代表:DES、3DES、IDEA。
二、非对称加密算法
非对称加密算法有时又叫做公开密钥算法。其中用到两个密钥。一个是公共的,一个事私有的。一个密钥用于加密,另一个密钥用于解密。两个密钥不能够互相推导。常用的非对称加密算法有RSA公钥算法、Diffie-Hellman算法和ECC椭圆曲线密码。
我们详细分析一下DES加密算法的处理过程。
DES加密算法是分组加密算法,明文以64位为单位分成块。64位数据在64位密钥的控制下,经过初始变换后,进行16轮加密迭代:64位数据被分成左右两半部分,每部分32位,密钥与右半部分相结合,然后再与左半部分相结合,结果作为新的右半部分;结合前的右半部分作为新的左半部分。这一系列步骤组成一轮。这种轮换要重复16次。最后一轮之后,再进行初始置换的逆置换,就得到了64位的密文。
DES的加密过程可分为加密处理,加密变换和子密钥生成几个部分组成。
1.加密处理过程
(1)初始变换。加密处理首先要对64位的明文按表1所示的初始换位表IP进行变换。表中的数值表示输入位被置换后的新位置。例如输入的第58位,在输出的时候被置换到第1位;输入的是第7位,在输出时被置换到第64位。
(2)加密处理。上述换位处理的输出,中间要经过16轮加密变换。初始换位的64位的输出作为下一次的输入,将64位分为左、右两个32位,分别记为L0和R0,从L0、R0到L16、R16,共进行16轮加密变换。其中,经过n轮处理后的点左右32位分别为Ln和Rn,则可做如下定义:
Ln=Rn-1
Rn=Ln-1
其中,kn是向第n轮输入的48位的子密钥,Ln-1和Rn-1分别是第n-1轮的输出,f是Mangler函数。
(3)最后换位。进行16轮的加密变换之后,将L16和R16合成64位的数据,再按照表2所示的
最后换位表进行IP-1的换位,得到64位的密文,这就是DES算法加密的结果。
2.加密变换过程
通过重复某些位将32位的右半部分按照扩展表3扩展换位表扩展为48位,而56位的密钥先移位然后通过选择其中的某些位减少至48位,48位的右半部分通过异或操作和48位的密钥结合,并分成6位的8个分组,通过8个S-盒将这48位替代成新的32位数据,再将其置换一次。这些S-盒输入6位,输出4位。S盒如表5所示。
一个S盒中具有4种替换表(行号用0、1、2、3表示),通过输入的6位的开头和末尾两位选定行,然后按选定的替换表将输入的6位的中间4位进行替代,例如:当向S1
输入
011011时,开头和结尾的组合是01,所以选中编号为1的替代表,根据中间4位1101,选定第13列,查找表中第1行第13列所示的值为5,即输出0101,这4位就是经过替代后的值。按此进行,输出32位,再按照表4 单纯换位表P进行变换,这样就完成了f(R,K)的变换,如图2所示。
3.子密钥生成过程
钥通常表示为64位的
自然数,首先通过压缩换位PC-1去掉每个字节的第8位,用作奇偶校验,因此,密钥去掉第8、16、24??64位减至56位,所以实际密钥长度为56位,
而每轮要生成48位的子密钥。
输入的64位密钥,首先通过压缩换位得到56位的密钥,每层分成两部分,上部分28位为C0,下部分为D0。C0和D0依次进行循环左移操作生成了C1和D1,将C1和D1合成56位,再通过压缩换位PC-2输出48位的子密钥K1,再将C1和D1进行循环左移和PC-2压缩换位,得到子密钥K2......以此类推,得到16个子密钥。密钥压缩换位表如表6所示。在产生子密钥的过程中,L1、L2、L9、L16是循环左移1位,其余都是左移2位,左移次数如表7所示。
4.解密处理过程
从密文到明文的解密过程可采用与加密完全相同的算法。不过解密要用加密的逆变换,就是把上面的最后换位表和初始换位表完全倒过来变换。这里不再赘述。
下面这个例子中演示了如何使用c#中的加密包进行DES算法加密,大家可以借助这个例子一窥DES加密的用法。
des_demo.cs代码如下:
using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.IO;
using System.Text;
public class EncryptStringDES {
public static void Main(String[] args) {
if (args.Length < 1) {
Console.WriteLine("Usage: des_demo
encrypt>", args[0]);
return;
篇四：DES加密实验报告
《网络安全技术》实验