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DES加密算法的简单实现实验报告一、实验目的本实验的主要目的是对DES加密算法进行简单的实现，并通过实际运行案例来验证算法的正确性和可靠性。
通过该实验可以让学生进一步了解DES算法的工作原理和加密过程，并培养学生对算法实现和数据处理的能力。
二、实验原理DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）是一种对称密钥加密算法，它是美国联邦政府采用的一种加密标准。
DES算法使用了一个共享的对称密钥（也称为密钥），用于加密和解密数据。
它采用了分组密码的方式，在进行加密和解密操作时，需要将数据分成固定长度的数据块，并使用密钥对数据进行加密和解密。
DES算法主要由四个步骤组成：初始置换（Initial Permutation），轮函数（Round Function），轮置换（Round Permutation）和最终置换（Final Permutation）。
其中初始置换和最终置换是固定的置换过程，用于改变数据的顺序和排列方式。
轮函数是DES算法的核心部分，它使用了密钥和数据块作为输入，并生成一个与数据块长度相同的输出结果。
轮置换将轮函数的输出结果与前一轮的结果进行异或操作，从而改变数据的排列方式。
通过多轮的迭代运算，DES算法可以通过一个给定的密钥对数据进行高强度的加密和解密操作。
三、实验步骤2.初始置换：将输入数据按照一定的规则重新排列，生成一个新的数据块。
初始置换的规则通过查表的方式给出，我们可以根据规则生成初始置换的代码。
3.轮函数：轮函数是DES算法的核心部分，它使用轮密钥和数据块作为输入，并生成一个与数据块长度相同的输出结果。
在实际的算法设计和实现中，可以使用混合逻辑电路等方式来实现轮函数。
4.轮置换：轮置换将轮函数的输出结果与前一轮的结果进行异或操作，从而改变数据的排列方式。
轮置换的规则也可以通过查表的方式给出。
5.最终置换：最终置换与初始置换类似，将最后一轮的结果重新排列，生成最终的加密结果。
【精品】DES算法实验报告一、理论部分DES算法是一种对称加密算法，也是目前广泛应用的加密算法之一。
DES算法使用的是分组加密的思想，将明文数据分成一定长度的数据块，按照一定的算法进行加密，得到密文数据。
DES算法中的关键是密钥，只有持有正确密钥的人才能解密。
DES算法的密钥长度为64位，但由于存在弱密钥的问题，使用时需要特别注意。
DES算法的加密过程包括以下几个步骤：1、密钥的生成和处理：DES算法的密钥长度为64位，但由于存在弱密钥的问题，使用时需要使用程序进行特殊处理，以确保生成的密钥不为弱密钥。
2、初始置换(IP)：将明文数据按照一定的规则进行置换，得到置换后的数据。
3、分组：将置换后的明文数据分成左半部分和右半部分。
4、轮函数(f函数)：将右半部分进行扩展置换、异或运算、S盒代替、置换等操作，得到一个新的右半部分。
5、轮秘钥生成：生成本轮加密所需要的秘钥。
6、异或运算：将左半部分和右半部分进行异或运算，得到一个新的左半部分。
7、左右交换：将左右部分进行交换。
以上步骤循环执行16次，直到得到最终的密文数据。
二、实验部分本次实验使用C语言实现了DES算法的加密和解密过程。
具体实现过程包括以下几个部分：1、密钥的生成：使用DES算法生成64位密钥，其中包括了对弱密钥的处理。
2、置换：使用DES算法中的IP置换和IP逆置换进行数据置换。
3、轮函数：使用DES算法中的f函数进行一轮加密操作。
5、加密：循环执行16轮加密操作，得到密文数据。
以上实现过程全部基于DES算法的规范。
三、结果分析1、速度慢：由于DES算法采用的是分组加密的思想，需要执行多次操作才能得到最终结果。
因此本次实验的加密和解密速度相对较慢。
2、代码简单：本次实验的代码相对简单，只需要用到一些基本数据结构和算法即可实现DES算法的加密和解密过程。
但需要注意的是，由于DES算法本身的复杂性，代码实现中需要注意细节和边界问题。
四、总结本次实验使用C语言实现了DES算法的加密和解密过程，通过实验得到了一些结果。
DES文件加密实验报告一、DES算法简介DES是Data Encryption Standard（数据加密标准）的缩写。
它是由IBM公司研制的一种加密算法，美国国家标准局于1977年公布把它作为非机要部门使用的数据加密标准，二十年来，它一直活跃在国际保密通信的舞台上，扮演了十分重要的角色。
DES是一个分组加密算法，他以64位为分组对数据加密。
同时DES也是一个对称算法：加密和解密用的是同一个算法。
它的密匙长度是56位（因为每个第8 位都用作奇偶校验），密匙可以是任意的56位的数，而且可以任意时候改变。
其中有极少量的数被认为是弱密匙，但是很容易避开他们。
所以保密性依赖于密钥。
二、用C#实现DES文件加密指定文件，输入密钥来加密和解密数据。
DESCryptoServiceProvider基于对称加密算法。
Symmetricencryption 需要一个密钥和一个初始化向量(IV) 加密请。
要解密的数据，必须具有相同的密钥和IV。
使用的加密提供程序来获取encryptingobject (CreateEncryptor) 创建CryptoStream类的一个实例，现有输出文件流对象的构造函数的一部分。
要解密文件，执行以下步骤：创建一个方法，并命名该按钮DecryptFile.解密过程是类似于theencryption 进程，但是，DecryptFile过程从EncryptFile过程的两个主要区别。
而不是CreateEncryptor使用CreateDecryptor来创建CryptoStream对象，用于指定如何使用该对象。
解密的文本写入目标文件，CryptoStream对象是现在而不是目标流的来源。
三、运行环境可将DES文件加解密软件的可执行.exe文件直接在xp,win7等系统上运行。
四、实验结果1、开始界面2、打开要加密文件、输入密钥3、加密4、打开要解密文件、输入密钥5、解密五、主要算法代码public static void EncryptFile(string sInputFilename, string sOutputFilename, string sKey){FileStream fsInput = new FileStream(sInputFilename, FileMode.Open, FileAccess.Read);FileStream fsEncrypted = new FileStream(sOutputFilename, FileMode.Create, FileAccess.Write);DESCryptoServiceProvider DES = new DESCryptoServiceProvider();DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);ICryptoTransform desencrypt = DES.CreateEncryptor();CryptoStream cryptostream = new CryptoStream(fsEncrypted, desencrypt, CryptoStreamMode.Write);byte[] bytearrayinput = new byte[fsInput.Length];fsInput.Read(bytearrayinput, 0, bytearrayinput.Length);cryptostream.Write(bytearrayinput, 0, bytearrayinput.Length);cryptostream.Close();fsInput.Close();fsEncrypted.Close();}public static void DecryptFile(string sInputFilename, string sOutputFilename, string sKey){try{DESCryptoServiceProvider DES = new DESCryptoServiceProvider();DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);FileStream fsread = new FileStream(sInputFilename, FileMode.Open, FileAccess.Read);ICryptoTransform desdecrypt = DES.CreateDecryptor();CryptoStream cryptostreamDecr = new CryptoStream(fsread, desdecrypt, CryptoStreamMode.Read);StreamWriter fsDecrypted = new StreamWriter(sOutputFilename);fsDecrypted.Write(new StreamReader(cryptostreamDecr,Encoding.GetEncoding("GB2312")).ReadToEnd());fsDecrypted.Flush();fsDecrypted.Close();}catch (Exception e){MessageBox.Show(e.Message);}}。
des密码算法实验c语言以下是一个使用C语言实现DES密码算法的简单实验示例：```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <openssl/des.h>int main() {// 输入明文char plaintext[8] = "12345678";// 初始化DES密钥DES_cblock key = {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xAB, 0xCD, 0xEF};DES_key_schedule keysched;DES_set_key_unchecked(&key, &keysched);// 加密unsigned char ciphertext[8];DES_cblock ivec = {0}; // 初始化向量DES_ncbc_encrypt(plaintext, ciphertext, sizeof(plaintext),&keysched, &ivec, DES_ENCRYPT);// 输出密文printf("Ciphertext: ");for (int i = 0; i < sizeof(plaintext); i++) {printf("%02X", ciphertext[i]);}printf("\n");// 解密unsigned char decryptedtext[8];memset(ivec, 0, sizeof(ivec)); // 重置初始化向量DES_ncbc_encrypt(ciphertext, decryptedtext, sizeof(plaintext), &keysched, &ivec, DES_DECRYPT);// 输出明文printf("Plaintext: ");for (int i = 0; i < sizeof(plaintext); i++) {printf("%c", decryptedtext[i]);}printf("\n");return 0;}```在这个实验中，我们使用了OpenSSL库中的DES函数来实现DES 密码算法。
xx工程大学实验报告（2015-2016学年第一学期）报告题目： DES加密算法课程名称：密码学B任课教员：专业：学号：姓名：二O一六年一月十八日一、课程概述目的：培养学员的编程能力，理解算法原理。
要求：给出DES算法的软件实现，测试DES的加密速度。
二、设计思路使用C++语言进行编程，简化了输入输出语句。
预处理时加入了iostream包。
使用了std名字空间。
加密时程序输入的明文是8个ascii码，生成一个16个16进制数的密文。
脱密时程序输入的密文是16个16进制数，生成一个8个ascii码的明文。
加脱密所用密钥均由16个16进制数组成。
其中16进制数全部使用大写字母。
程序中大量使用了的布尔数组，一个bool型变量只占用一位存储空间，比int型、char型变量要小的多。
这降低了程序的空间复杂度。
三、采取的方案本程序是将一个由8个ascii码组成的明文分组加密，生成一个由16个16进制数组成的密文。
或将一个由16个16进制数组成的密文进行脱密，生成一个由8个ascii码组成的明文。
所用密钥由16个16进制数组成。
本实验按照输入数据及初始置换、16圈迭代、子密钥生成和逆初始置换及输出数据四个步骤实现加密算法设计。
1、输入数据及初始置换本程序首先会提示用户输入加密脱密识别码，加密输入1，脱密输入0，将此识别码存入整形变量o。
根据o的不同值，提示用户输入8个字符（加密）或16个16进制数（脱密）。
输入的明文或密文转化为二进制数后储存到布尔型数组m[65]中。
初始置换通过函数IP完成，函数输入为原始明文m，函数将输出结果保存到布尔型数组mip[65]中。
函数思想为查表，含有一个整形变量数组ip[64]，保存初始变换表IP。
将mip的第i位赋值为m的第ip[i]位。
2、子密钥生成输入16个16进制数的密钥后，将密钥保存在一个16位字符数组c中，通过ToEr函数将之变为二进制数。
ToEr函数输入为字符数组，通过switch语句逐个检查字符数组的每一位，将对应的四位二进制数存在64位布尔数组k中。
DES_加密解密算法C实现--实验报告des算法实验.....1实验一1、实验题目利用C/C++编程实现DES加密算法或MD5加密算法。
我选择的是用C++语言实现DES的加密算法。
2、实验目的通过编码实现DES算法或MD5算法，深入掌握算法的加密原理，理解其实际应用价值，同时要求用C/C++语言实现该算法，让我们从底层开始熟悉该算法的实现过程3、实验环境操作系统：WIN7旗舰版开发工具：VisualStudio2022旗舰版开发语言：C++4、实验原理DES加密流程2如上图所示为DES的加密流程，其中主要包含初始置换，压缩换位1，压缩换位2，扩展置换，S盒置换，异或运算、终结置换等过程。
初始置换是按照初始置换表将64位明文重新排列次序扩展置换是将原32为数据扩展为48位数据，它主要由三个目的：1、产生与子密钥相同的长度2、提供更长的结果，使其在加密过程中可以被压缩3、产生雪崩效应，使得输入的一位将影响两个替换S盒置换是DES算法中最核心的容，在DES中，只有S盒置换是非线性的，它比DES中其他任何一步都提供更好的平安性终结置换与初始置换相对应，它们都不影响DES的平安性，主要目的是为了更容易将明文与密文数据一字节大小放入DES的f算法中DES解密流程与加密流程根本相同，只不过在进行16轮迭代元算时，将子密钥生成的K的次序倒过来进行迭代运算5、实验过程记录在对DES算法有了清晰的认识后，编码过程中我将其分为几个关键局部分别进行编码，最后将整个过程按顺序执行，即可完成DES的加密，代码的主要几个函数如下：//Byte转为BitByteToBit(ElemTypech,ElemTypebit[8])//Bit转为ByteBitToByte(ElemTypebit[8],ElemType&ch)//初始置换InitialE某(ElemTypeInorder[64],ElemTypeDisorder[64])//终结置换AntiE某(ElemTypeDisorder[64])//扩展置换E某pandE某(ElemTypeRightMsg[32],ElemTypeE某pandMsg[48])//16轮迭代加密MoveLeft(ElemTypeC[28],ElemTypeD[28],ElemTypeL0[32],ElemType R0[32])3//16轮迭代解密mMoveLeft(ElemTypeC[28],ElemTypeD[28],ElemTypeL0[32],ElemTyp eR0[32])//生成48位子密钥GetCD48(ElemTypeC[28],ElemTypeD[28],ElemTypeSecret[48])//48位明文与子密钥进行异或运算某OR(ElemTypeE某pandMsg[48],ElemTypeSecret[48],ElemTypeResult[48])//S盒四位输出getSOut(ElemTypeResult[48],ElemTypeSout[32])//直接置换DirE某change(ElemTypeSout[32],ElemTypeDirOut[32])//Li与Ri 进行抑或运算某ORLR(ElemTypeDirOut[32],ElemTypeLeft[32],ElemTypeResult[32])函数执行次序和调用关系关系如下：6.源代码//DES.cpp:定义控制台应用程序的入口点。
DES实验报告一、实验目的实现DES算法。
二、实验过程按照DES的算法流程设计，具体实施详见附件。
三、使用方法首先输入密钥，八位ASCII长，否则报错。
然后输入读入文件名和写入文件名，必须以ASCII编码，否则不能使用。
四、实验结果将自身cpp文件进行加密解密，前后文件完全一样。
见文件附录源代码：// 滴一欸死.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//#include"stdafx.h"#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<malloc.h>#include<conio.h>#include"table.h"/* Constant */#define ENCRYPT_LENGTH8 //length of each unit in encryption#define DECIPHER_LENGTH 4 //length of each unit in decipher#define MAX320xFFFFFFFF //mask of 32 bits/* Declaration */typedefunsignedlonglong bit64;typedefunsignedlonglong bit56;typedefunsignedlonglong bit48;typedefunsignedint bit32;typedefunsignedint bit28;/* File stream */FILE *fin, *fout;/* For debug */inlinevoid printBite(bit64num){while (num){printf("%d", num % 2);num>>= 1;}printf("\n");}/* Transfer from char to bit in Encrtption */ inline bit64 ToBit(char *in // source string);/* Transfer from char to bit in Deciphtering */ inline bit64 DeToBit(char *in // source string);/* Transfer from bit to char */inlinevoid ToBite(char *out, // out stringbit64 num // source bits);/* Permutation */inline bit64 substitute(bit64 num, // source bitsconstint *table, // Permutation tablesize_t len // bits length);/* Bit recycle loop to left */inline bit28 MoveLeft(bit28 key, // source bitsint len // bits length);/* Bit recycle loop to right */inline bit28 MoveRight(bit28 key, // source bitsint len // bits length);/* Divide bits into two parts */inlinevoid divide(bit64 num, // source bitsint len, // length of each bitsbit32 *L, // left out bitsbit32 *R // right out bits);/* S box */inline bit32 SChange(bit48 num // source bits);/* F box */inline bit32 FChange(bit32 num, // source bitsbit48 key // secret key);/* Key initialization */inlinevoid SetKey(char *in // string of key);/* Enryption */inlinevoid DES(char *message // messages to be encrypted);/* Deciphering */inlinevoid Decipher(char *message // messages to be deciphered );/* Initialization */inlinevoid init();int main(){init();system("pause");return 0;}/* Initialization */inlinevoid init(){/* Set secret key */printf("Please input your secret key (8 digits):\n");char key[10000];scanf("%s", key);if (strlen(key) != 8){printf("ERROR Key\n");return;}SetKey(key);/* Set mode Encryption or Deciphering */printf("Please input the mode (\"E\" for Encrypt, \"D\" for Decipher):\n");void (*p)(char*);int delta = 8;switch (getch()){case'E': p = DES; delta = 8; break;case'D': p = Decipher; delta = 16; break;default: printf("ERROR!\n"); return;}/* Load file */printf("Please input the path of the in file:\n");char message[10000], in[100], out[100];scanf("%s", in);printf("Please input the path of the out file:\n");scanf("%s", out);fin = freopen(in, "r", stdin);fout = freopen(out, "w", stdout);/* If success */if (!fin || !fout){printf("Error open file!\n");return;}/* Read file */while (gets_s(message)){for (int i = 0; i < strlen(message); i += delta){p(message + i);}printf("\n");}/* Close stream */fclose(stdin);fclose(stdout);fclose(fin);fclose(fout);}/* Transfer from char to bit in Encrtption */inline bit64 ToBit(char *in){/* If valid */if (!in){return 0;}/* Copy char* */char temp[8];memset(temp, ' ', 8 * sizeof(char));for (int i = 0; i < strlen(in) && i <ENCRYPT_LENGTH; i++) {temp[i] = in[i];}/* Transfer to bit */bit64 key = 0x0;for (int i = 0; i <ENCRYPT_LENGTH; i++){key |= ((bit64)temp[i] << (ENCRYPT_LENGTH * i));}return key;}/* Transfer from char to bit in Deciphtering */inline bit64 DeToBit(char *in){/* If valid */if (!in){return 0;}/* Copy char* */char temp[64 / DECIPHER_LENGTH];memset(temp, ' ', 8 * sizeof(char));for (int i = 0; i < 64 / DECIPHER_LENGTH; i++){if (in[i] >= 'A'){temp[i] = in[i] - '7';}else{if (in[i] >= '0'){temp[i] = in[i] - '0';}}}/* Transfer to bit */bit64 key = 0x0;for (int i = 0; i < 64 / DECIPHER_LENGTH; i++){key |= ((bit64)temp[i] << (DECIPHER_LENGTH * i));}return key;}/* Transfer from bit to char */inlinevoid ToBite(char *out, bit64num){if (strlen(out) <= ENCRYPT_LENGTH){out = (char*)malloc(sizeof(char) * (ENCRYPT_LENGTH + 1));}memset(out, 0, sizeof(char) * (ENCRYPT_LENGTH + 1));for (int i = 0; i <ENCRYPT_LENGTH; i++){out[i] = num& 0xFF;}}/* Permutation */inline bit64 substitute(bit64num, constint *table, size_t len) {bit64 out = 0;/* Calculation */for (int i = 0; i <len; i++){out |= ((bit64)((num>> (table[i] - 1)) & 1) << i);}return out;}/* Bit recycle loop to left */inline bit28 MoveLeft(bit28key, int len){bit28 temp = 0;temp = key<< (28 - len); // right bitskey = key>>len; // left bitskey |= temp; // comparekey&= 0x0FFFFFFF; // delete highest four bits return key;}/* Bit recycle loop to right */inline bit28 MoveRight(bit28key, int len){bit28 temp = 0;temp = key>> (28 - len); // right bitskey = key<<len; // left bitskey |= temp; // comparereturn key;}/* Divide bits into two parts */inlinevoid divide(bit64num, int len, bit32 *L, bit32 *R){*L = *R = 0;*L = num&MAX32;*R = num&MAX32;}/* S box */inline bit32 SChange(bit48num){bit32 key = 0;for (int i = 0; i < 8; i++){bit32 x, y;x = (num>> 1) & 0x0F; // the middle four bitsy = (((num>> 5) & 1) << 1) | (num& 1); // the first and the last bitskey |= (S[i][y][x] << (i * 4)); // permutatenum>>= 6; // change to next }return key;}/* F box */inline bit32 FChange(bit32num, bit48key){bit48 temp = substitute(num, E, sizeof(E) / sizeof(E[0]));temp ^= key;num = SChange(temp);return substitute(num, P, sizeof(P) / sizeof(P[0]));}/* Key initialization */inlinevoid SetKey(char *in){bit64 key = ToBit(in);bit28 C, D;key = substitute(key, PC1, sizeof(PC1) / sizeof(PC1[0]));divide(key, 28, &C, &D);for (int i = 0; i < 16; i++){C = MoveLeft(C, Move[i]);D = MoveLeft(D, Move[i]);key = (bit64)C | ((bit64)D << 28);SubKey[i] = substitute(key, PC2, 48);}}/* Enryption */inlinevoid DES(char *message){bit64 BitMes = substitute(ToBit(message), IP, sizeof(IP) / sizeof(IP[0]));bit32 L, R, temp;divide(BitMes, 32, &L, &R);/* 16 rounds */for (int i = 0; i < 16; i++){temp = R;R = FChange(R, SubKey[i]);R ^= L;L = temp;}BitMes = (bit64)L | ((bit64)R << 32);BitMes = substitute(BitMes, IPR, sizeof(IPR) / sizeof(IPR[0]));/* print encrypted message */for (int i = 0; i < 16; i++){char temp = (0xF & (BitMes >> (i * 4)));temp += (temp > 9 ? '7' : '0');printf("%c", temp);}}/* Deciphering */inlinevoid Decipher(char *message){bit64 BitMes = substitute(DeToBit(message), IP, sizeof(IP) / sizeof(IP[0]));bit32 L, R, temp;divide(BitMes, 32, &L, &R);/* 16 rounds */for (int i = 15; i >= 0; i--){temp = L;L = FChange(L, SubKey[i]);L ^= R;R = temp;}BitMes = (bit64)L | ((bit64)R << 32);BitMes = substitute(BitMes, IPR, sizeof(IPR) / sizeof(IPR[0]));/* print deciphered messages */for (int i = 0; i < 8; i++){printf("%c", (0xFF & (BitMes >> (i * 8))));}}table.h文件#pragmaonce/* IP permutation for plaintext */constint IP[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};/* IPR permutation to print */constint IPR[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};/*--------------------------- premutation ----------------------------*//* the expansion permutation */staticint E[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};/* Compression permutation */staticint PC1[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};/* Number of key bits shifted per round */staticint Move[16] = {1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1 };/* Compression permutation */staticint PC2[48] = {14,17,11,24, 1, 5, 3,28,15, 6,21,10,23,19,12, 4,26, 8,16, 7,27,20,13, 2,41,52,31,37,47,55,30,40,51,34,33,48,44,49,39,56,34,53,46,42,50,36,29,32};/*------------- F function ---------------*//* S boxes permutation */staticint S[8][4][16] = {//S114, 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, //S215, 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, //S310, 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, //S47,13,14, 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,//S52,12, 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, //S612, 1,10,15, 9, 2, 6, 8, 0,13, 3, 4,14, 7, 5,11, 10,15, 4, 2, 7,12, 0, 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, //S74,11, 2,14,15, 0, 8,13, 3,12, 9, 7, 5,10, 6, 1, 13, 0,11, 7, 4, 0, 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, //S813, 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 };/* P boxes permutation */staticint P[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 };/* 16 subkey undefined */staticunsignedlonglong SubKey[16];。
实验报告DES加密算法的实现班级自动化学号：姓名：2016年11月13日星期日一、DES加密简述：DES算法是一种对称密码体制，由美国IBM公司在1972年研发。
其明文按64位进行分组，密钥长64位（包含8位校验位），分组后的明文组和56位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。
二、DES的实现过程首先通过初始置换表IP对明文进行置换intIP_Table[64] = { 57,49,41,33,25,17,9,1,59,51,43,35,27,19,11,3,61,53,45,37,29,21,13,5,63,55,47,39,31,23,15,7,56,48,40,32,24,16,8,0,58,50,42,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,62,54,46,38,30,22,14,6};第一个57就是将明文中的第57个元素，放到第1的位置，然后把明文中第49个元素放到第2的位置，以此类推。
之后将换位后的输出分为两部分L0和R0，L0是输出的左32位，R0 是右32位。
intDES_IP_Transform(char data[64]){intcnt;char temp[64];for(cnt = 0; cnt< 64; cnt++){temp[cnt] = data[IP_Table[cnt]];}memcpy(data,temp,64);return 0;}之后加密函数，将R0通过位选择函数E置换，把本身是32位的R0扩充成48位，与生成的48位子密钥对应，按位运算。
intE_Table[48] = {31, 0, 1, 2, 3, 4,3, 4, 5, 6, 7, 8,7, 8,9,10,11,12,11,12,13,14,15,16,15,16,17,18,19,20,19,20,21,22,23,24,23,24,25,26,27,28,27,28,29,30,31, 0};intDES_E_Transform(char data[48]){intcnt;char temp[48];for(cnt = 0; cnt< 48; cnt++){temp[cnt] = data[E_Table[cnt]];}memcpy(data,temp,48);return 0;}然后，将扩充完的R0和子密钥K1进行模2加运算，得到48位的一个串，把这个串从左到右分为8组，每组6个字符。
xx工程大学实验报告（2015-2016学年第一学期）报告题目：DES加密算法课程名称：密码学B任课教员：专业：学号：姓名：二O一六年一月十八日一、课程概述目的：培养学员的编程能力，理解算法原理。
要求：给出DES算法的软件实现，测试DES的加密速度。
二、设计思路使用C++语言进行编程，简化了输入输出语句。
预处理时加入了iostream包。
使用了std名字空间。
加密时程序输入的明文是8个ascii码，生成一个16个16进制数的密文。
脱密时程序输入的密文是16个16进制数，生成一个8个ascii码的明文。
加脱密所用密钥均由16个16进制数组成。
其中16进制数全部使用大写字母。
程序中大量使用了的布尔数组，一个bool型变量只占用一位存储空间，比int型、char型变量要小的多。
这降低了程序的空间复杂度。
三、采取的方案本程序是将一个由8个ascii码组成的明文分组加密，生成一个由16个16进制数组成的密文。
或将一个由16个16进制数组成的密文进行脱密，生成一个由8个ascii 码组成的明文。
所用密钥由16个16进制数组成。
本实验按照输入数据及初始置换、16圈迭代、子密钥生成和逆初始置换及输出数据四个步骤实现加密算法设计。
1、输入数据及初始置换本程序首先会提示用户输入加密脱密识别码，加密输入1，脱密输入0，将此识别码存入整形变量o。
根据o的不同值，提示用户输入8个字符（加密）或16个16进制数（脱密）。
输入的明文或密文转化为二进制数后储存到布尔型数组m[65]中。
初始置换通过函数IP完成，函数输入为原始明文m，函数将输出结果保存到布尔型数组mip[65]中。
函数思想为查表，含有一个整形变量数组ip[64]，保存初始变换表IP。
将mip的第i位赋值为m的第ip[i]位。
2、子密钥生成输入16个16进制数的密钥后，将密钥保存在一个16位字符数组c中，通过ToEr函数将之变为二进制数。
ToEr函数输入为字符数组，通过switch语句逐个检查字符数组的每一位，将对应的四位二进制数存在64位布尔数组k中。
64 bit密钥去掉每个字节的最高位得到56 bit密钥输入，通过置换选择1变换得到0C和0D各28 bit，通过Zhihuan_1函数实现置换选择一。
Zhihuan_1函数输入为二进制密钥数组k[64]，输出为C0和D0，将C0、D0分别储存在28位布尔数组C、D中。
函数采用查表方式生成C0和D0。
根据迭代的轮数确定C和D移位循环的位数，主程序中利用一个16位整形数组来存放每一次循环左移的位数。
循环左移通过XunHuan函数实现，函数输入为循环位数和长度为28的布尔数组（C或者D），函数运行一次只能改变一个布尔数组的值。
为了减低编程复杂度，程序使用串行方法，分两次进行C、D的移位。
每完成一次C和D的移位，进行一次置换选择二。
置换选择二利用zhihuan_2函数完成。
思想和Zhihuan_1函数类似。
zhihuan_2函数输入为移位后的C、D，zhihuan_2函数将圈子密钥存放在16*48的二维布尔数组kk[17][49] 中。
kk[i][48]表示第i圈的圈子密钥。
原理图如图1所示。
脱密（o=0时）需要将圈子密钥交换，此时可利用kk[0][49]充当中间变量，无需定义新的变量减少了系统开销。
1216图1 圈子密钥生成算法3、16圈迭代DES的每一圈迭代采用的是Feistel模型，先将初始置换后的明文mip数组分成L 和R两部分，先将R的内容放在等长的布尔数组T中，最后时需要将L的值赋为T。
之后进入F函数，F函数原理如图2。
图2 F函数原理图程序中的F函数输入有初始置换结果的右半部分R、圈子密钥kk、迭代圈数i。
输出保存在R中。
先将输入的R通过查表的方法进行E拓展，结果保存在48位布尔数组a中。
再将a与圈子密钥k按位模二加。
结果保存在a中。
接下来将a分成8组，分别进入8个S盒。
用for控制循环8次，每次操作选用6位二进制代码的开头一位和最后一位转化成十进制数，控制S盒的行数，再将6位二进制代码的中间四位转化成十进制数，控制S盒的列数。
进入第几个S盒有迭代圈数i确定。
取到S盒中的十进制数后，将它转化成二进制数，储存在32位布尔数组T中，在使用查表法完成P盒置换，最终结果保存在R中。
最后将L与R按位模二加，得到新的R，完成一次迭代。
4、逆初始置换16次迭代后，先将L16和R16连接起来，保存到64位布尔数组m中，m之前用于保存明文，这样减小了程序占用的空间。
另外，为了保证加脱密算法的一致性，迭代时最后一圈不需要交换L与R，但程序中为了简化编程复杂度，在迭代时仍然交换了L 与R。
所以在连接时需要再次交换L与R。
所以m的高32位应储存R，低32位应储存L。
逆初始置换原理同初始置换步骤，不再赘述。
四、取得的成果利用密钥201601211438FBCA对明文81623317加密，密文为6B217C871EAE79D2H结果如图3所示。
图3 DES加密结果图利用密钥201601211438FBCA对密文6B217C871EAE79D2脱密，明文为81623317。
结果如图4所示。
图4 DES脱密结果图变换不同明文及密钥，均可以正常加脱密。
在报告中不再罗列。
五、心得体会DES算法是一种分组密码算法，本人通过对一个明文分组的加脱密进行编程，耗时近一个月，独立完成了次算法的C++实现。
本人的程序不同于网上找的DES算法程序，网上的大多数程序的密文都是以ASCII码来输出的。
但是，这样输出的结果有很多乱码出现。
因为ASCII码只有在小范围内输出的结果是正常的字母、数字或者符号（从33至127），如果按ASCII输出乱码密文，脱密者就很难键入这些密文，只能通过复制粘贴进行。
而VC6.0的环境在控制台中很难进行复制操作，这样如果不借助文件，就很难完成密文的脱密。
而密文按16进制输出就不存在这个问题。
二进制串与ASCII码、16进制数之间的转化也是实验的难点之一。
C语言的课上没有讲过位运算的相关知识，本人只能通过除以二取余、查表等笨办法进行转化。
同样，密钥选用16进制也是一个道理，如果只用字符输入密钥，密钥的每八位就会局限在00100001（33）至01111111（127）范围之内，超过范围就无法用键盘进行输入密钥，这样破译者如果看到了加密程序源代码，相应的穷尽时间会减少。
通过本次编程，我发现我对C/C++语言的掌握还是不够，尤其是涉及到位运算。
我也会找机会自学这一部分内容。
六、附录程序代码：#include <iostream>using namespace std;void ToEr(char c[],bool k[]){int i,j;j=0;for(i=1;i<=16;i++){switch (c[i]){case '0':k[j++]=0;k[j++]=0;k[j++]=0;k[j++]=0;break;case '1':k[j++]=0;k[j++]=0;k[j++]=0;k[j++]=1;break;case '2':k[j++]=0;k[j++]=0;k[j++]=1;k[j++]=0;break;case '3':k[j++]=0;k[j++]=0;k[j++]=1;k[j++]=1;break;case '4':k[j++]=0;k[j++]=1;k[j++]=0;break; case '5':k[j++]=0;k[j++]=1;k[j++]=0;k[j++]=1;break; case '6':k[j++]=0;k[j++]=1;k[j++]=1;k[j++]=0;break; case '7':k[j++]=0;k[j++]=1;k[j++]=1;k[j++]=1;break; case '8':k[j++]=1;k[j++]=0;k[j++]=0;k[j++]=0;break; case '9':k[j++]=1;k[j++]=0;k[j++]=1;break; case 'A':k[j++]=1;k[j++]=0;k[j++]=1;k[j++]=0;break; case 'B':k[j++]=1;k[j++]=0;k[j++]=1;k[j++]=1;break; case 'C':k[j++]=1;k[j++]=1;k[j++]=0;k[j++]=0;break; case 'D':k[j++]=1;k[j++]=1;k[j++]=0;k[j++]=1;break; case 'E':k[j++]=1;k[j++]=1;k[j++]=1;k[j++]=0;break;case 'F':k[j++]=1;k[j++]=1;k[j++]=1;k[j++]=1;break;}}// for (i=0;i<64;i++) cout<<k[i];// cout<<endl;}void MtoEr(char asc[],bool m[]){int i,j,flag,f;int as[9];bool z[9]={0},t;for(i=1;i<=8;i++) as[i] = (int)asc[i];for (i=1;i<=8;i++){f=1;flag = 8 * (i-1);while(as[i]!=0){z[f] = as[i] % 2;as[i] /= 2;f++;}// for(j=1;j<=8;j++) cout<<z[j];// cout<<endl;for(j=1;j<=4;j++) {t = z[j];z[j] = z[9-j];z[9-j] = t;}// z[1] = 0;for(j=1;j<=8;j++) m[flag+j] = z[j];for(j=1;j<=8;j++) z[j]=0;}// for(j=1;j<=64;j++) cout<<m[j];// cout<<endl;}void IP(bool m[],bool mip[]){int ip[64]={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, 7,56, 48, 40, 32, 24, 16, 8, 0,58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 2,60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 4,62, 54, 46, 38, 30, 22, 14, 6};for (int i=1;i<=64;i++) mip[i]=m[ip[i-1]+1];}void IP2(bool m[],bool mip[]){int ip[64]={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, 25,32, 0, 40, 8, 48, 16, 56, 24};for (int i=1;i<=64;i++) mip[i]=m[ip[i-1]+1]; }void Zhihuan_1(bool k[],bool C[],bool D[]){int a[28]={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};int b[28]={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};int i;for(i=1;i<=28;i++) C[i]=k[a[i-1]];for(i=1;i<=28;i++) D[i]=k[b[i-1]];// for(i=1;i<=28;i++) cout<<C[i]; cout<<endl;// for(i=1;i<=28;i++) cout<<D[i]; cout<<endl;}void zhihuan_2(bool C[],bool D[],bool k[][49],int q) {int a[48]={13,16,10,23,0,4,2,27,14,5,20,9,22,18,11,3,25,7,15,6,26,19,12,1,40,51,30,36,46,54,29,39,50,44,32,47,43,48,38,55,33,52,45,41,49,35,28,31};int i;bool T[57];for (i=1;i<=56;i++){if(i<=28) T[i] = C[i];else T[i] = D[i-28];}for(i=1;i<=48;i++)k[q+1][i]=T[a[i-1]+1];// for (i=1;i<=48;i++) cout<<k[q+1][i]; cout<<endl; }void XunHuan(int x,bool C[]){int i;bool T[29];for(i=1;i<29;i++) T[i] = C[(i+x)%28+1];for(i=1;i<29;i++) C[i] = T[i];}void F(bool R[],bool kk[][49],int x){int E[48]={31, 0, 1, 2, 3, 4,3, 4, 5, 6, 7, 8,7, 8, 9, 10, 11, 12,11, 12, 13, 14, 15, 16,15, 16, 17, 18, 19, 20,19, 20, 21, 22, 23, 24,23, 24, 25, 26, 27, 28,27, 28, 29, 30, 31, 0};int S[8][4][16]={{{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} },{{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} },{{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} },{{ 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} },{{ 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} },{{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} },{{ 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}},{{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}}};int i,j,p,a1,a2,k[8];bool a[49],b[33];for (i=1;i<=48;i++) a[i] = R[E[i-1]+1];// for (i=1;i<=48;i++) cout<<a[i];for (i=1;i<=48;i++) a[i]^= kk[x][i];// for (i=1;i<=48;i++) cout<<a[i];p=1;for (i=0;i<8;i++){a1 = a[p]*2+a[p+5];//左右两位换成十进制数a2 = a[p+1]*8+a[p+2]*4+a[p+3]*2+a[p+4]; //中间4位换成十进制数// cout<<a1<<endl;// cout<<a2<<endl;p += 6;k[i] = S[i][a1][a2];// cout<<k[i]<<endl;}p=1;for (i=0;i<8;i++){switch (k[i]){case 0: b[p++] = 0;b[p++] = 0;b[p++] = 0;b[p++] = 0;break;case 1: b[p++] = 0;b[p++] = 0;b[p++] = 0;b[p++] = 1;break;case 2: b[p++] = 0;b[p++] = 0;b[p++] = 1;b[p++] = 0;break;case 3: b[p++] = 0;b[p++] = 0;b[p++] = 1;b[p++] = 1;break;case 4: b[p++] = 0;b[p++] = 1;b[p++] = 0;b[p++] = 0;break;case 5: b[p++] = 0;b[p++] = 1;b[p++] = 0;b[p++] = 1;break;case 6: b[p++] = 0;b[p++] = 1;b[p++] = 1;b[p++] = 0;break; case 7: b[p++] = 0;b[p++] = 1;b[p++] = 1;b[p++] = 1;break; case 8: b[p++] = 1;b[p++] = 0;b[p++] = 0;b[p++] = 0;break; case 9: b[p++] = 1;b[p++] = 0;b[p++] = 0;b[p++] = 1;break; case 10: b[p++] = 1;b[p++] = 0;b[p++] = 1;b[p++] = 0;break; case 11: b[p++] = 1;b[p++] = 0;b[p++] = 1;b[p++] = 1;break; case 12: b[p++] = 1;b[p++] = 1;b[p++] = 0;b[p++] = 0;break; case 13: b[p++] = 1;b[p++] = 1;b[p++] = 0;b[p++] = 1;break;case 14: b[p++] = 1;b[p++] = 1;b[p++] = 1;b[p++] = 0;break;case 15: b[p++] = 1;b[p++] = 1;b[p++] = 1;b[p++] = 1;break;}}bool T[33];for(i=1;i<=32;i++) T[i]=b[i];int P[32]={15,6,19,20,28,11,27,16,0,14,22,25,4,17,30,9,1,7,23,13,31,26,2,8,18,12,29,5,21,10,3,24};for(i=1;i<=32;i++) R[i]=T[P[i-1]+1];}void main(){ char c[17],asc[9];int i,j,mout[17];bool k[65],kk[17][49],C[29],D[29],m[65],mip[65],L[33],R[33],T[33]; //k存放二进制密钥,kk存放16圈的圈子密钥，m存放明文，mip存放明文初始变换后int z[16]={1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1};int o; //C、D存放圈子密钥生产算法的左右两个部分。
