加密解密算法的C++实现

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RSA加密算法(C语言实现)

RSA加密算法（C语言实现）RSA（Rivest-Shamir-Adleman）算法是一种非对称加密算法，它是目前应用最广泛的加密算法之一、RSA算法基于两个大素数之间的乘积很难分解的特性，并使用公钥和私钥进行加密和解密。

在C语言中实现RSA算法需要进行以下步骤：1.生成大素数p和q：选择两个大素数p和q，它们需要满足p≠q。

这样选取p和q是为了使得计算n=p*q变得困难，保护私钥。

2.计算n：计算n=p*q，n即为公钥和私钥的参数之一3.计算欧拉函数φ(n)：计算欧拉函数φ(n)=(p-1)*(q-1)。

4.选择e：选择一个与φ(n)互质且小于φ(n)的整数e作为加密指数，e即为公钥的参数。

5. 计算d：计算d = e^(-1) mod φ(n)，d即为私钥的参数。

可以使用扩展欧几里得算法来计算d。

6. 加密：将明文M转换为整数m，加密后的密文C = m^e mod n。

7. 解密：解密密文C得到明文M = C^d mod n。

以下是C语言实现RSA加密算法的代码示例：```c#include <stdio.h>int gcd(int a, int b)if(b == 0)}return gcd(b, a % b);int extendedGcd(int a, int b, int *x, int *y) if(a == 0)*x=0;*y=1;return b;}int x1, y1;int gcd = extendedGcd(b % a, a, &x1, &y1);*x=y1-(b/a)*x1;*y=x1;return gcd;int modInverse(int a, int m)int x, y;int gcd = extendedGcd(a, m, &x, &y);if(gcd != 1)printf("Inverse doesn't exist\n");}return (x % m + m) % m;int powerMod(int x, unsigned int y, int m) if (y == 0)return 1;}int p = powerMod(x, y/2, m) % m;p=(p*p)%m;return (y%2 == 0) ? p : (x*p) % m;int maiint p, q, n, phiN, e, d;//选择两个大素数p和qp=31;q=17;//计算n和φ(n)n=p*q;phiN = (p - 1) * (q - 1);//选择加密指数ee=7;//计算解密指数dd = modInverse(e, phiN);int plaintext = 88;int ciphertext = powerMod(plaintext, e, n);int decryptedtext = powerMod(ciphertext, d, n);printf("Plaintext: %d\n", plaintext);printf("Ciphertext: %d\n", ciphertext);printf("Decryptedtext: %d\n", decryptedtext);return 0;```在上面的代码中，我们使用了几个辅助函数来实现扩展欧几里得算法、计算模反元素和快速幂算法。

C语言实现RSA算法

C语言实现RSA算法RSA算法是一种非对称加密算法，用于在网络通信中进行数据加密和解密。

下面我将给出C语言中RSA算法的实现。

首先，我们需要生成RSA密钥对，包括公钥和私钥。

以下是生成RSA 密钥对的C代码实现：```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <math.h>//定义最大素数范围//定义RSA密钥结构体typedef structunsigned long long e; // 公钥指数unsigned long long d; // 私钥指数unsigned long long n; // 模数} RSAKey;//判断一个数是否为素数int isPrime(unsigned long long num)//小于等于1的数不是素数if (num <= 1) return 0;//判断是否存在因子for (unsigned long long i = 2; i <= sqrt(num); i++)if (num % i == 0)return 0;}}return 1;//生成一个指定范围内的随机素数unsigned long long generateRandomPrime(unsigned long long min, unsigned long long max)unsigned long long num;donum = rand( % (max - min + 1) + min;} while (!isPrime(num));return num;//求最大公约数unsigned long long gcd(unsigned long long a, unsigned long long b)unsigned long long temp;while (b != 0)temp = a % b;a=b;b = temp;}return a;//求模反元素unsigned long long modReverse(unsigned long long a, unsigned long long b)unsigned long long m0 = b, t, q;unsigned long long x0 = 0, x1 = 1;if (b == 1) return 0;while (a > 1)q=a/b;t=b;b=a%b;a=t;t=x0;x0=x1-q*x0;x1=t;}if (x1 < 0) x1 += m0;return x1;//生成RSA密钥对RSAKey generateRSAKeys(unsigned long long p, unsigned long long q)RSAKey keys;//计算模数keys.n = p * q;//计算欧拉函数值unsigned long long phi = (p - 1) * (q - 1);//选择公钥指数ekeys.e = generateRandomPrime(2, phi - 1);//计算私钥指数dkeys.d = modReverse(keys.e, phi);return keys;int mai//设置随机种子//生成两个不同的随机素数unsigned long long p = generateRandomPrime(2,MAX_PRIME_NUMBER);unsigned long long q = generateRandomPrime(2,MAX_PRIME_NUMBER);RSAKey keys = generateRSAKeys(p, q);printf("公钥指数e: %llu\n", keys.e);printf("私钥指数d: %llu\n", keys.d);printf("模数n: %llu\n", keys.n);return 0;```运行上述代码，即可生成RSA密钥对。

rsa加密解密算法c语言程序

rsa加密解密算法c语言程序RSA加密解密算法是一种公钥加密算法，发明于1977年，基于两个大质数的乘积难分解性，能够对短文本进行加解密。

以下是RSA加密解密算法的C语言程序。

一、密钥生成首先定义了一个结构体存储RSA密钥，该结构体包含三个元素：n、e和d。

- n = p * q，其中p和q为大质数；- e为与(p - 1) * (q - 1)互质的自然数，一般选取65537；- d为e模(p - 1) * (q - 1)的逆元素，即满足e * d ≡ 1 (mod (p - 1) * (q - 1)))的自然数。

generateRSAKey函数通过调用randomPrime函数生成两个大质数p和q，再通过Euclidean函数计算(p - 1) * (q - 1)的值phi，最后继续使用extendedEuclidean函数计算d的值，最终将生成的密钥存储在RSAKey结构体中。

```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#include <math.h>#define k 1024 // 密钥长度typedef struct {unsigned long long n;unsigned long long e;unsigned long long d;} RSAKey;unsigned long long randomPrime(unsigned long long n);unsigned long long gcd(unsigned long long a, unsigned long long b);unsigned long long Euclidean(unsigned long long a, unsigned long long b);RSAKey generateRSAKey();// 生成一个小于n的随机质数unsigned long long randomPrime(unsigned long long n) {unsigned long long p;do {p = rand() % n;while (!(p & 1)) // 确保p为奇数p = rand() % n;} while (gcd(p, n) != 1); // 确保p和n互质return p;}二、加密和解密下面定义了两个函数：encrypt和decrypt，其中encrypt函数用于将明文转换为密文，decrypt函数用于将密文转换为明文。

AESECB加密算法C语言代码实现

AESECB加密算法C语言代码实现要实现AESECB加密算法的C语言代码，需要先了解AES算法的基本原理和步骤。

以下是一个使用C语言实现AESECB加密算法的示例代码：```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <openssl/aes.h>//定义密钥长度#define KEY_LENGTH 16//ECBAES加密函数void AESEncrypt_ECB(const unsigned char* plainText, int plainTextLength, unsigned char* cipherText,const unsigned char* key)//创建AES密钥结构体AES_KEY aesKey;//设置加密密码AES_set_encrypt_key(key, KEY_LENGTH * 8, &aesKey);//加密数据AES_ecb_encrypt(plainText, cipherText, &aesKey, AES_ENCRYPT);//ECBAES解密函数void AESDecrypt_ECB(const unsigned char* cipherText, int cipherTextLength, unsigned char* plainText,const unsigned char* key)//创建AES密钥结构体AES_KEY aesKey;//设置解密密码AES_set_decrypt_key(key, KEY_LENGTH * 8, &aesKey);//解密数据AES_ecb_encrypt(cipherText, plainText, &aesKey, AES_DECRYPT);int mai//指定原始明文和密钥unsigned char plainText[] = "Hello, World!";unsigned char key[] = "secretkey";//计算明文长度int plainTextLength = strlen(plainText);//计算加密后的数据长度int cipherTextLength = ((plainTextLength / KEY_LENGTH) + 1) * KEY_LENGTH;//分配加密后数据的内存unsigned char* cipherText = (unsignedchar*)malloc(cipherTextLength);//加密数据AESEncrypt_ECB(plainText, plainTextLength, cipherText, key);//打印加密后的结果printf("Cipher text: ");for (int i = 0; i < cipherTextLength; i++)printf("%02x ", cipherText[i]);}printf("\n");//分配解密后数据的内存unsigned char* decryptedText = (unsignedchar*)malloc(cipherTextLength);//解密数据AESDecrypt_ECB(cipherText, cipherTextLength, decryptedText, key);//打印解密后的结果printf("Decrypted text: %s\n", decryptedText);//释放已分配的内存free(cipherText);free(decryptedText);return 0;```上述代码使用了OpenSSL库提供的AES函数来实现ECB模式的AES加密和解密操作。

DES加解密算法C语言源代码

DES加解密算法C语言源代码以下是一个实现DES加解密算法的C语言源代码，包含了加密和解密函数。

请注意，这个代码只是为了演示DES算法的工作原理，并不是一个完整的、安全的加密算法实现。

```c#include <stdio.h>#include <stdint.h>typedef structuint8_t key[8];uint8_t subkeys[16][6];} DESKey;void generateSubkeys(uint8_t* key, uint8_t subkeys[16][6]) //略过子密钥生成算法的具体实现//这里只是假设生成的子密钥都是随机的，实际生成过程要更复杂for (int i = 0; i < 16; i++)for (int j = 0; j < 6; j++)subkeys[i][j] = (i+j) % 256;}}void DES(uint8_t* input, uint8_t key[8], uint8_t* output, int encrypt)//略过DES加密算法的具体实现DESKey desKey;for (int i = 0; i < 8; i++)desKey.key[i] = key[i];}generateSubkeys(key, desKey.subkeys);//这里只是假设输入输出是8字节长，实际上可以支持任意长度//执行加解密操作if (encrypt)printf("Encrypting: ");} elseprintf("Decrypting: ");}for (int i = 0; i < 8; i++)output[i] = encrypt ? input[i] ^ desKey.subkeys[0][i%6] : input[i] ^ desKey.subkeys[15][i%6];printf("%02X ", output[i]);}printf("\n");int maiuint8_t input[8] = {0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x9A, 0xBC, 0xDE, 0xF0};uint8_t key[8] = {0xA1, 0xB2, 0xC3, 0xD4, 0xE5, 0xF6, 0x07,0x08};uint8_t output[8];DES(input, key, output, 1);DES(output, key, output, 0);return 0;```在这个代码中，`generateSubkeys` 函数用于生成 16 个子密钥，之后分别在加密和解密函数 `DES` 中使用。

C语言加密与解密算法

C语言加密与解密算法在计算机科学与信息安全领域，加密与解密算法起着至关重要的作用。

加密算法用于将原始数据转换为不可读的密文，而解密算法则用于将密文还原为可读的原始数据。

C语言是一种常用的编程语言，具备高效性和灵活性，适用于加密与解密算法的开发。

本文将介绍几种常用的C语言加密与解密算法。

一、凯撒密码算法凯撒密码算法是一种最简单的替换加密算法，通过将字母按照固定的偏移量进行替换来实现加密与解密。

以下是一个简单的C语言凯撒密码实现例子：```c#include <stdio.h>void caesarEncrypt(char* message, int key) {int i = 0;while (message[i] != '\0') {if (message[i] >= 'a' && message[i] <= 'z') {message[i] = (message[i] - 'a' + key) % 26 + 'a';} else if (message[i] >= 'A' && message[i] <= 'Z') {message[i] = (message[i] - 'A' + key) % 26 + 'A';}i++;}}void caesarDecrypt(char* message, int key) {int i = 0;while (message[i] != '\0') {if (message[i] >= 'a' && message[i] <= 'z') {message[i] = (message[i] - 'a' - key + 26) % 26 + 'a'; } else if (message[i] >= 'A' && message[i] <= 'Z') {message[i] = (message[i] - 'A' - key + 26) % 26 + 'A'; }i++;}}int main() {char message[] = "Hello, World!";int key = 3;printf("Original message: %s\n", message);caesarEncrypt(message, key);printf("Encrypted message: %s\n", message);caesarDecrypt(message, key);printf("Decrypted message: %s\n", message);return 0;}```以上程序演示了凯撒密码的加密与解密过程，通过指定偏移量实现对消息的加密与解密。

非对称加密解密算法RSA的C实现

非对称加密解密算法RSA的C实现RSA加密算法是一种非对称加密算法，常用于数据加密和数字签名。

其安全性基于大数分解的困难性，即质因数分解。

RSA加密算法的全称为Rivest-Shamir-Adleman加密算法，是由Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adleman于1977年共同提出的。

RSA算法的加密过程如下：1.选择两个不同的质数p和q，计算它们的乘积n=p*q。

2.选择一个整数e，满足1<e<φ(n)，且e和φ(n)互质，其中φ(n)=(p-1)*(q-1)。

3. 计算e关于φ(n)的模反元素d，即满足(e*d)mod φ(n) = 14.公钥为(n,e)，私钥为(n,d)。

5. 对于要加密的明文m，使用公钥(n, e)进行加密，得到密文c，公式为c = (m^e)mod n。

6. 对于要解密的密文c，使用私钥(n, d)进行解密，得到明文m，公式为m = (c^d)mod n。

以下是使用C语言实现RSA加密和解密的代码：```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <math.h>//求最大公约数int gcd(int a, int b)if (b == 0)return a;return gcd(b, a % b);//求模反元素int mod_inverse(int e, int phi) int d;for (d = 1; d <= phi; d++)if ((e * d) % phi == 1)return d;}return -1; // 模反元素不存在//加密函数int encrypt(int m, int e, int n) int c = fmod(pow(m, e), n); return c;//解密函数int decrypt(int c, int d, int n)int m = fmod(pow(c, d), n);return m;//主函数int maiint p, q, n, phi, e, d, m, c;printf("请输入两个质数p和q: ");scanf("%d%d", &p, &q);n=p*q;phi = (p - 1) * (q - 1);printf("请输入一个整数e(1 < e < %d且与%d互质): ", phi, phi);scanf("%d", &e);// 检查e和phi是否互质if (gcd(e, phi) != 1)printf("输入的e不符合要求，请重新输入！\n");return 0;}d = mod_inverse(e, phi);if (d == -1)printf("模反元素不存在，解密失败！\n");return 0;}printf("请输入要加密的明文m: ");scanf("%d", &m);c = encrypt(m, e, n);printf("加密后的密文c为: %d\n", c);m = decrypt(c, d, n);printf("解密后的明文m为: %d\n", m);return 0;```以上代码中，首先通过输入两个质数p和q，计算得到公共模数n和欧拉函数φ(n)，然后要求输入一个符合条件的整数e，通过计算求得模反元素d。

des密码算法程序c语言

des密码算法程序c语言一、概述DES（数据加密标准）是一种常用的对称加密算法，它采用64位的密钥，对数据进行加密和解密。

本程序使用C语言实现DES算法，包括密钥生成、数据加密和解密等操作。

二、算法实现1.密钥生成：使用初始置换算法IP(56位)将明文转化为56位的分组，再将该分组经过一系列的逻辑函数F进行6轮处理，最终生成一个56位的密文。

其中密钥包括56位数据位和8位奇偶校验位。

2.数据加密：将需要加密的数据转化为56位的分组，再经过DES 算法处理，得到密文。

3.数据解密：将密文经过DES算法处理，还原成原始明文。

三、程序代码```c#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>//DES算法参数定义#defineITERATIONS6//加密轮数#defineKEY_LENGTH8//密钥长度，单位为字节#defineBLOCK_SIZE8//数据分组长度，单位为字节#definePADDINGPKCS7Padding//填充方式#defineMAX_INPUT_LENGTH(BLOCK_SIZE*2)//数据输入的最大长度//初始置换函数voidinit_permutation(unsignedcharinput[BLOCK_SIZE]){inti;for(i=0;i<BLOCK_SIZE;i++){input[i]=i;}}//逻辑函数F的定义voidlogic_function(unsignedcharinput[BLOCK_SIZE],unsigned charoutput[BLOCK_SIZE]){inti;for(i=0;i<BLOCK_SIZE;i++){output[i]=input[(i+1)%BLOCK_SIZE]^input[i]^(i+1)/BLOCK_SI ZE;}}//DES算法主函数voiddes_encrypt(unsignedchar*input,unsignedchar*output){ unsignedcharkey[KEY_LENGTH];//密钥数组unsignedchariv[BLOCK_SIZE];//初始置换的输入数组unsignedcharciphertext[MAX_INPUT_LENGTH];//密文数组unsignedcharpadding[BLOCK_SIZE];//填充数组unsignedintlength=strlen((char*)input);//数据长度（以字节为单位）unsignedintpadding_length=(length+BLOCK_SIZE-1)%BLOCK_SIZE;//需要填充的字节数unsignedintround=0;//加密轮数计数器unsignedintj=0;//数据指针，用于循环读取数据和填充数据intkey_offset=((1<<(32-KEY_LENGTH))-1)<<(32-(ITERATIONS*BLOCK_SIZE));//密钥索引值，用于生成密钥数组和填充数组的初始值unsignedintk=0;//DES算法中每个轮次的密钥索引值，用于生成每个轮次的密钥数组和填充数组的值unsignedintkplus1=(k+1)%((1<<(32-BLOCK_SIZE))-1);//DES算法中每个轮次的密钥索引值加一后的值，用于下一个轮次的密钥生成charseed[32];//使用MD5作为初始种子值生成随机数序列chartmp[MAX_INPUT_LENGTH];//临时变量数组，用于数据交换和中间计算结果存储等操作time_tt;//时间戳变量，用于生成随机数序列的种子值srand((unsignedint)time(&t));//设置随机数种子值，确保每次运行生成的随机数序列不同init_permutation(iv);//初始置换操作，将输入数据转化为56位分组（需要重复填充时）或一个随机的分组（不需要重复填充时）memcpy(key,key_offset,sizeof(key));//将初始化的密钥数组复制到相应的位置上，以便于接下来的轮次生成不同的密钥值memcpy(padding,seed,sizeof(seed));//将种子值复制到填充数组中，以便于接下来的轮次生成不同的随机数序列值for(round=0;round<ITERATIONS;round++){//进行加密轮次操作，每轮包括。

RSA加解密算法C语言的实现

RSA加解密算法C语言的实现RSA（Rivest-Shamir-Adleman）是一种非对称加密算法，常用于保护网络通信的安全性。

它的主要思想是通过生成一对公钥和私钥，使用公钥进行加密，使用私钥进行解密，从而保证安全性。

RSA算法的实现一般包括生成密钥对、加密和解密三个部分。

1.生成密钥对RSA算法的第一步是生成一对公钥和私钥。

生成密钥对的过程如下：1）选择两个较大的质数p和q；2）计算N=p*q，确定模数N；3）计算欧拉函数φ(N)=(p-1)*(q-1)；4）选择一个整数e，满足1<e<φ(N)且e与φ(N)互质；5）计算e关于模φ(N)的乘法逆元d，满足d * e ≡ 1 (modφ(N))。

生成密钥对的代码实现如下：```c#include <stdio.h>typedef unsigned long long int ulli;ulli gcd(ulli a, ulli b)if (b == 0)return a;}return gcd(b, a % b);ulli inverse(ulli e, ulli phi)ulli d = 0;ulli x1 = 0, x2 = 1, y1 = 1, y2 = 0; ulli temp_phi = phi;while (e > 0)ulli quotient = phi / e;ulli remainder = phi - quotient * e; phi = e;e = remainder;ulli x = x2 - quotient * x1;ulli y = y2 - quotient * y1;x2=x1;x1=x;y2=y1;y1=y;}if (phi != 1)return -1; // 没有乘法逆元}if (y2 < 0)d = temp_phi + y2;} elsed=y2;}return d;int mainulli p, q, N, phi, e, d;printf("Enter two prime numbers: ");scanf("%llu %llu", &p, &q);N=p*q;phi = (p - 1) * (q - 1);printf("Enter a number e such that 1 < e < phi(N) and gcd(e, phi(N)) = 1: ");scanf("%llu", &e);d = inverse(e, phi);printf("Public Key (N, e) = (%llu, %llu)\n", N, e);printf("Private Key (N, d) = (%llu, %llu)\n", N, d);return 0;```2.加密RSA算法的第二步是使用公钥进行加密。

c语言解密代码

c语言解密代码下面是一个简单的`C`语言加密解密代码，实现了凯撒加密的功能：```c#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>// 函数 encode() 将字母顺序推后 n 位，实现文件加密功能void encode(char str[], int n){char c;int i;for (i = 0; i < strlen(str); ++i){// 遍历字符串c = str[i];if (c >='a' && c <='z'){// c 是小写字母if (c + n % 26 <='z'){// 若加密后不超出小写字母范围str[i] = (char)(c + n % 26);}else{// 加密后超出小写字母范围,从头开始循环小写字母 str[i] = (char)(c + n % 26 - 26);}elseif (c >='A' && c <='Z'){// c 为大写字母if (c + n % 26 <= 'Z'){// 加密后不超出大写字母范围str[i] = (char)(c + n % 26);}else{// 加密后超出大写字母范围,从头开始循环大写字母 str[i] = (char)(c + n % 26 - 26);}}else{// 不是字母，不加密str[i] = c;printf("\nAfter encode: \n");puts(str);}}// 输出加密后的字符串printf("\nAfter encode: \n");puts(str);}// 实现解密功能，将字母顺序前移 n 位void decode(char str[], int n){int i;for (i = 0; i < strlen(str); ++i){c = str[i];if (c >='a' && c <='z'){// 解密后还为小写字母，直接解密if (c - n % 26 >='a'){str[i] = (char)(c - n % 26);}else{// 解密后不为小写字母了，通过循环小写字母处理为小写字母 str[i] = (char)(c - n % 26 + 26);}}elseif (c >= 'A' && c <='Z'){// c 为大写字母if (c - n % 26 >='A'){// 解密后还为大写字母str[i] = (char)(c - n % 26);}else{// 解密后不为大写字母了,循环大写字母,处理为大写字母str[i] = (char)(c - n % 26 + 26);}}else{// 不是字母，不加密str[i] = c;}}// 输出解密后的字符串printf("\nAfter decode: \n");puts(str);}int main(){char str[20];int n;printf("请输入字符串（以空格结束输入）：\n");gets(str);printf("请输入密钥（1-25的整数）：\n");scanf("%d", &n);printf("加密前的字符串为：%s\n", str);encode(str, n);printf("加密后的字符串为：%s\n", str);decode(str, n);printf("解密后的字符串为：%s\n", str);return 0;}```在上述代码中，加密函数`encode()`通过将字符串中的每个字符循环向后移动`n`位实现加密，解密函数`decode()`通过将字符串中的每个字符循环向前移动`n`位实现解密。

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Li=Ri-1 Ri=Li-1⊕ f(Ri-1,Ki) DES 的第 i 轮加密如图 2-1 所示。从加密公式中能够导出如下的解密过程： Ri-1=Li Li-1=Ri ⊕ f(Ri-1,Ki)= Ri⊕f(Li,Ki)
2
Li-1
Ri-1
Ki

f(Ri-1,Ki)
Li
Ri
图 2-1 DES 算法的第 i 轮过程
/*源文件：DES.cpp*/ /*本程序为本人实验程序*/ #include <stdio.h> #include <memory.h> #include <string.h> // 初始置换表 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,
R16 与 L16 合并成 64 位的比特串。值得注意的是 R16 一定要排在 L16 前面。 R16 与 L16 合并后成的比特串，经过置换 IP-1 后所得比特串的下标列表 3-2 如下：
经过置换 IP-1 后生成的比特串就是密文。 ②变换 f(Ri-1,Ki)的功能
它的功能是将 32 比特的输入再转化为 32 比特的输出。其过程如图 3-2 所示：
经过 P 变换后输出的比特串才是 32 比特的 f (Ri-1,Ki)。 ③S 盒的变换过程任取一 S 盒。见图 3-3 所示。
5
在其输入 b1,b2,b3,b4,b5,b6 中，计算出 x=b1*2+b6, y=b5+b4*2+b3*4+b2*8，再从 Si 表中查出 x 行，y 列的值 Sxy。将 Sxy 化为二进制，即得 Si 盒的输出。（S 表如图 3-4 所示）
二、DES 算法的 C++实现................................................................8 1、运行环境..................................................................................8 2、功能说明..................................................................................8 3、程序函数说明......................................................................... 8 4、程序运行效果图................................................................... 19
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 };
上面程序主要定义了初始置换表 IP_Table。初始置换在第一轮运算之前执行。将常量 IP_Table 看作是一个表结构。此表应该从左向右读。例如，初始置换把明文的第 58 位换到第 1 位的位置，把第 50 位换到第 2 位的位置，把第 42 位换到第 3 位的位置。
2、DES 算法原理
DES 是一个对称分组密码，它使用 56 位密钥操作 64 位分组。DES 以 64 位分组形式加密数据。算法的输入是 64 位分组的明文，算法的输出是 64 位分组的密文，明文到密文经过了 16 轮一致的运算。通过剔除 8 个奇偶校验位，即忽略给定 64 位密钥中的每一个第 8 位，从而得到密钥长度为 56 位。
二、DES 算法的 C++实现
1、运行环境
本系统采用 Microsoft Visual Studio 2005 软件作为开发工具
2、功能说明
用 C++语言实现了 DES 算法的加密解密过程。对已输入的明文和密钥进行加密并输出密文；对已输入的密文和密钥进行解密，并输出明文。
3、程序函数说明
在本次设计中，具体讲解 DES 加密和解密程序，并在程序中详细对程序进行了分析，以下是 DES 加密和解密程序设计的详细过程以及分析说明。
1975 年 NBS 公布了这个算法，并说明要以它作为联邦信息加密标准，征求各方意见。1976 年，DES 被采纳作为联邦标准，并授权在非机密的政府通信中使用。DES 在银行，金融界崭露头角，随后得到广泛应用。
几十年过去了，虽然 DES 已不再作为数据加密标准，但它仍然值得研究和学习。首先三重算法仍在 Internet 中广泛使用，如 PGP 和 S/MIME 中都使用了三重 DES 作为加密算法。其次，DES 是历史上最为成功的一种分组密码算法，它的使用时间之长，范围之大，是其它分组密码算法不能企及的，而 DES 的成功则归因于其精巧的设计和结构。
f1 与 Lo 做不进位的二进制加法运算后的结果赋给 R1，Ro 则原封不动的赋给 L1。L1 与 Ro 又做与以上完全相同的运算，生成 L2，R2…… 一共经过 16 次运算。最后生成 R16 和 L16。其中 R16 为 L15 与 f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果，L16 是 R15 的直接赋值。
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对 f 变换说明如下：输入 Ri-1(32 比特)经过变换 E 后，膨胀为 48 比特。膨胀后的比特串的下标列表 3-3 如下：
膨胀后的比特串分为 8 组，每组 6 比特。各组经过各自的 S 盒后，又变为 4 比特(具体过程见后)，合并后又成为 32 比特。该 32 比特经过 P 变换后，其下标列表 3-4 如下：
与其他分组加密方案一样，加密函数使用了两个输入：要被加密的 64 位明文和 56 位密钥。DES 的基本构建是对明文分组的进行置换和替换的适宜组合（16 次）。通过 S-盒查表完成替换。除了以相反次序处理密钥次序表之外，加密和解密使用了相同的算法。
明文分组 X 组首先按初始置换 IP 表进行置换，得到 Xo=IP(X)=(Lo,Ro)。经过 16 轮的置换、XOR 和替换之后，反向置换 IP^-1 生成密文分组。如果使用 Xi=(Li,Ri)表示第 i 轮加密结果，那么有：
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将 E(R1)与 K2 做 XOR 运算，得到： f2=E(R1) K2=1a2c28ade043 S 盒的替换操作得到 32 位输出Ω2，因此，Ω2=1ebcebdf。使用表 3-4，计
算置换 P（Ω2），得到 P(Ω2)=5f3e39f7,因此，经过两轮计算后得到的右半部分输出 R2=P(Ω2) L1=83212903
④子密钥的生成 64 比特的密钥生成 16 个 48 比特的子密钥。子密钥生成过程具体解释如下： 64 比特的密钥 K，经过 PC-1 后，生成 56 比特的串。其下标如表 3-5 所示：
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该比特串分为长度相等的比特串 C0 和 D0。然后 C0 和 D0 分别循环左移 1 位，得到 C1 和 D1。C1 和 D1 合并起来生成 C1D1。C1D1 经过 PC-2 变换后即生成 48 比特的 K1。K1 的下标列表 3-6 为：
C1、D1 分别循环左移 LS2 位，再合并，经过 PC-2，生成子密钥 K2……依次类推直至生成子密钥 K16。
注意：Lsi (I =1,2,….16)的数值是不同的。具体见下表：
3.2 具体示例分析
假设 64 位明文为 X=3570e2f1ba4682c7，密钥 K=581fbc94d3a452ea，包括 8 个奇偶校验位，前 2 轮的密钥分别是 K1=27a169e58dda 和 K2=da91ddd76748。
出于演示的目的，这里的 DES 加密限制为仅仅使用的前两轮情况。使用表 3-4IP 将明文 X 划分为两个分组（Lo，Ro）,这样，Lo=ae1ba189 和 Ro=dc1f104。
32 位的 Ro 被扩展为 48 位 E(Ro)，这样，E(Ro)=6f80fe8a17a9。通过 E（Ro）与第一轮的密钥 K1 进行 XOR 运算，得到密钥依赖函数 f1,这样： f1=E（Ro） K1=4821976f9a73 这个 48 位的 f1 首先被划分为 8 个 6 位分组，之后供给 8 个 Si 盒。从 S 盒替换阶段得到计算输出结果为Ω1=a1ec961c。利用表 3-5，Ω1 的置换位置为 P(Ω1)=2 吧 536c。将 P（Ω1）与 Lo 作模 2 加，得到：R1=P（Ω1） Lo=85baf2e5 由此 L1=Ro，因此 L1=dc1f10f4。现在考虑第二轮加密。借助表 3-3 扩展到 R1，得到 E（R1）=c0bdf57a570b。
第二轮计算后的左半部分输出立刻可以得到： L2=R1=85baf2e5 在这两轮密码系统中，R2 与 L2 的拼接称作预输出分组。之后对于输出分组应用表 3-7 所示的反向置换，这样，第二轮结束后 DES 算法的输出就成为密文 Y： Y=IP^-1（R2||L2）=d7698224283e0aea
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3.1 算法过程的具体分析
①IP 置换对 DES 算法加密过程图示的说明如下：待加密的 64 比特明文串 m，经过 IP
置换后，得到的比特串的下标列表如表 3-1 下：
该比特串被分为 32 位的 Lo 和 32 位的 Ro 两部分。Ro 子密钥 K1(子密钥的生成将在后面讲)经过变换 f(Ro,K1（) f 变换将在下面讲）输出 32 位的比特串 f1,f1 与 Lo 做不进位的二进制加法运算。运算规则为：
三、小结........................................................................................... 21