【文章內容簡介】 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 然后將此 56位分為 C0， D0兩部分，各 28比特， C0， D0如下： C0=k57k49?? k44k36 初始密鑰 K（ 64bit） PC1 C0（ 28bit） D0（ 28bit） LS1 LS1 C1 D1 LS2 LS2 LS16 LS16 C16 D16 PC2 PC2 K16 K1 13 D0=k63k55?? k12k4 然后分別進行一個循環(huán)左移函數 LS1，得到 C1， D1，將 C1（ 28位） ,D1（ 28位）連成56比特數據，再經過密鑰置換 PC2（表 ）做重排動作，從而便得到了密鑰 K1（ 48位）。依次類推，便可得到 K2， K3?? K16。 表 密鑰置換 PC2 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 其中 LS1（ 1≤ i≤ 16）表示一個或兩個位置的循環(huán)左移，當 i=1， 2， 9， 16 時，移一個位置，當 i=3， 4， 5， 6， 7， 8， 10， 11， 12， 13， 14， 15 時，移兩個位置。 DES 算法的解密過程 DES算法的解密過程跟加密過程是一樣的，區(qū)別僅僅在于第一次迭代時用密鑰 k16，第二次 k1??，最后一次用 k1，算法本身沒有任何變化。 14 第四章 DES 算法用 C++語言實現 設置密鑰函數 des_setkey() 此函數的功能是由 64比特的密鑰產生 16個子密鑰 ki。首先將密鑰字 節(jié)組 key[8]轉換為 64比特的位組，然后進行密鑰變換 PC1（祥見 PC1置換表） ,置換后得到 56比特的密鑰，把變換后的密鑰等分成兩部分 ,前 28位記為 C0, 后 28位記為 D0。將 C0， D0進行 LS1運算， LS1是循環(huán)左移運算。得到 C1 ， D1，最后將其進行 PC2 置換（見 PC2 置換表），得到子密鑰 LSi(I=2~16，循環(huán)次數見循環(huán)左移規(guī)則 )， PC2置換得到 k2~ k16。 void des_setkey(const char key[8])。 static void f_func(bool in[32],const bool ki[48])。//f函數 static void s_func(bool out[32],const bool in[48])。//s盒代替 //變換 static void transform(bool *out, bool *in, const char *table, int len)。 static void xor(bool *ina, const bool *inb, int len)。//異或 static void rotatel(bool *in, int len, int loop)。//循環(huán)左移 f 函數和 S 函數 f_func()和 s_func() 此函數的功能是 DES算法的關鍵， f是將 32比特的輸入轉化為 32比特的輸出。 這個兩個函數中主要用到以下函數： （ 1） transform() 此函數是通用置換函數，根據具體情況確定要執(zhí)行哪種置換。在 f 函數中，先用于 E置換，然后進行 P置換。 void transform(bool *out,bool *in,const char *table,int len) { static bool tmp[256]。 for(int i=0。ilen。i++) 15 tmp[i]=in[table[i]1]。 memcpy(out,tmp,len)。 } （ 2） e_table() E置換表，作用是將 32比特的輸入擴展為 48 比特。 E 輸出的 48 比特的數據跟生成的子密鑰進行異或運算，然后把得到的 48 比特的數據按順序分成 8組，每組 6比特，分別通過 S1, S2 ,??， S8 盒后又縮為 32比特，即每盒輸入為 6 比特，輸出為 4 比特。將輸出的 32比特的數據經 P置換，最后得到 32比特的數據。 static const char e_table[48]={ 32， 1， 2， 3， 4， 5， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 8， 9， 10， 11， 12， 11， 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}。 （ 3） s_box S盒。 void s_func(bool out[32],const bool in[48]) { for(char i=0,j,k。i8。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,amp。s_box[i][j][k],4)。 } } （ 4） p_table() P置換表。 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}。 （ 5） xor() 此函數的功能是進行異或運算，異或運算是按位作不進位加法運算。 void xor(bool *ina,const bool *inb,int len) 16 { for(int i=0。ilen。i++) ina[i]^=inb[i]。 } （ 6） bytetobit() 此函數的功能是將 輸入的字節(jié)組轉換為位組。 void bytetobit(bool *out,const char *in,int bits) { for(int i=0。ibits。i++) out[i]=(in[i/8](i%8)) amp。1。 } 與此相關的還有函數 ttobyte() 此函數的功能是將位組轉換字節(jié)組。 void bittobyte(char *out,const bool *in,int bits) { memset(out,0,(bits+7)/8)。 for(int i=0。ibits。i++) out[i/8]|=in[i](i%8)。 } DES 算法的運行函數 des_run( ) 這個函數整個算法運行程序的最主要部分。這個函數用于加密還是解密取決于 type的類型，如果 type為 encrypt,則進行加密；如果 type的類型為 decrypt，則進行解密。 void des_run(char out[8],char in[8], bool type) { static bool m[64],tmp[32],*li=amp。m[0], *ri=amp。m[32]。 bytetobit(m,in,64)。 transform(m,m,ip_table,64)。 if(type==encrypt){ 17 for(int i=0。i16。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)。 } 這個函數用到以下函數： （ 1） bytetobit() 此函數的功能是將輸入的字節(jié)組轉換為位組。 （ 2） transform() 此函數是通用置換函數，根據具體情況確定要執(zhí)行哪種置換。 （ 3） memcpy() 此函數是庫函數，主要作用是進行內存單元的復制。 （ 4） f_func() 此函數是 des_run()函數運行的關鍵，是將 32比特的輸入轉化為 32比特的輸出 （ 5） xor() 此函數的功能是進行異或運算，異或運算是按位作不進位加法運算。 18 （ 6） bittobyte() 此函數的功能是將位組轉換字節(jié)組。 DES 算法的主函數 void main() 主函數的流程： void main() { char key[8]={39。p39。,39。r39。,39。o39。,39。g39。,39。r39。,39。a39。,39。m39。},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)。 printf(\n)。 puts(****************************************)。 printf(\n)。 } 此函數貫穿整個函數。首先是初設密鑰，然后調用密鑰設置函數 des_setkey()和 DES 19 算法的運行函數 des_run()，最后得出密文以及解密后的文字。 DES 的加密過程和舉例 設明文 m=puter，密鑰 k為 program,它們用 ASCII碼表示為： m= 01100011 01101111 01101101 01110000 01110101 01110100 01100101 01110010 k= 01110000 01110010 01101111 01100111 01110010 01101101 01101101 這里的 k只有 56位，由于第 8,16， 24， 32， 40， 48， 58， 64位不 起作用，所以沒有賦值。也就是其中的 k8 k16 k24 k32 k40 k48 k56 k64不起作用。其中的密鑰為 64比特如下： k=0111000*0011100*1001101*1110110* 0111011*1001001*1000010*1101101* 在這里密鑰 K是在主函數中已