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DES_加密解密算法C实现--实验报告des算法实验

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DES_加密解密算法C实现--实验报告des算法实验

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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Bit

ByteToBit(ElemTypech,ElemTypebit[8])//Bit转为Byte

BitToByte(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],ElemTypeR0[32])

3

//16轮迭代解密

mMoveLeft(ElemTypeC[28],ElemTypeD[28],ElemTypeL0[32],ElemTypeR0[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。//

#include"stdaf某.h"#include"function.h"#include#include#includeusingnamespacestd;

//置换矩阵

intIP_E某[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

};

intIP_ANTE某[64]={40,8,48,16,56,24,64,32,39,7,47,15,55,23,63,31,38,6,46,14,54,22,62,30,37,5,45,13,53,21,61,29,36,4,44,12,52,20,60,28,35,3,43,11,51,19,59,27,34,2,41,10,50,18,58,26,33,1,41,9,49,17,57,25

};

//扩展矩阵

intE某TEND[48]={

32,1,2,3,4,5,4,5,6,7,8,9,8,9,10,11,12,13,12,13,14,15,16,17,16,17,18,19,20,21,20,21,22,23,24,25,24,25,26,27,28,29,28,29,30,31,1,2

}; //S盒intS[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}

}

};

intDIRE某[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

};

//左移移位表

intMOVELEFT[16]={1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1

};

//压缩换位表2

intCutE某[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

};

typedefcharElemType;

ElemTypesubsec[16][48];

//Byte转bit

intByteToBit(ElemTypech,ElemTypebit[8]){ for(intinde某=7;inde某>=0;inde某--){bit[inde某]=(ch>>inde某)&1;//cout<<(int)bit[inde某];}

return0;}

//bit转Byte

intBitToByte(ElemTypebit[8],ElemType&ch){ElemTypetempch=0;ElemTypetempbit[8];for(inti=0;i<8;i++){tempbit[i]=bit[i];

}

tempbit[7]=0;

for(intinde某=7;inde某>=0;inde某--)

{

tempch=tempch|(tempbit[inde某]<<(inde某));}ch=tempch;

//cout<<(char)tempch<

return0;

}

//按64位分一组

voidGet64Bit(ElemTypech[8],ElemTypebit[64]){ElemTypetemp[8];intcount=0;for(inti=0;i<8;i++){ByteToBit(ch[i],temp);for(intj=0;j<8;j++){bit[count某8+j]=temp[7-j];

}

count++;

合集下载

DES、AES算法实现

DES、AES算法实现

实验一、DES算法实验

一、实验目的与意义

用C++编程实现DES这一现代经典密码加解密算法，以便深入理解DES加解密算法原理，更好的理解书中介绍的相关内容，理解现代密码的精华，并且通过DES的学习实践也提高了编程的相关知识。

二、实验条件

1、计算机一台；

（1）、操作系统：Windows XP；

（2）、实验平台：Microsoft VC++6.0

三、实验原理

DES算法的原理：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64位，首先，DES把输入的64位数据块按位重新组合，并把输出分为shiftleft、shiftright两部分，每部分各长32位，并进行前后置换（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），最终由L0输出左32位，R0输出右32位，根据这个法则经过16次迭代运算后，得到L16、R16，将此作为输入，进行与初始置换相反的逆置换，即得到密文输出。

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，如果Mode为加密，则用Key去把数据Data进行加密，生成Data的密码形式作为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的明码形式作为DES的输出结果。在使用DES时，双方预先约定使用的”密码”即Key，然后用Key去加密数据；接收方得到密文后使用同样的Key解密得到原数据，这样便实现了安全性较高的数据传输。

1、DES加密过程

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64位,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，其置换规则见下表：

DES算法的C语言实现

DES算法的C语言实现

DES算法的C语⾔实现

利⽤C语⾔实现DES算法，分组密码原理过程很简单，但是在写的过程中检查了好久才发现错误原因，主要有两点：

1.在加密过程16轮迭代过程中，最后⼀轮迭代运算后的结果并没有进⾏交换，即C=IP-1（R16，L16），这样做的⽬的是为了加密解密使⽤同

⼀个算法

2.在S盒的过程中，移位后应该加括号，否则+的优先级⾼于<<,会出错，下⾯是算法源码：

1 #include "des.h"

2 #include

3 #include

4

5 const unsigned char IP_table[64] = {

6 58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 2,

7 60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 4,

8 62, 54, 46, 38, 30, 22, 14, 6,

9 64, 56, 48, 40, 32, 24, 16, 8,

10 57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 1,

11 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 3,

12 61, 53, 45, 37, 29, 21, 13, 5,

13 63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7

14 };

15

16 const unsigned char IPR_table[64] = {

17 40, 8, 48, 16, 56, 24, 64, 32,

18 39, 7, 47, 15, 55, 23, 63, 31,

19 38, 6, 46, 14, 54, 22, 62, 30,

20 37, 5, 45, 13, 53, 21, 61, 29,

21 36, 4, 44, 12, 52, 20, 60, 28,

22 35, 3, 43, 11, 51, 19, 59, 27,

23 34, 2, 42, 10, 50, 18, 58, 26,

DES加密解密实验报告

DES加密解密实验报告

DES加密解密实验报告

实验报告题目：DES加密解密实验

一、实验目的

1.了解DES加密算法的工作原理。

2. 学习使用Python编程语言实现DES加密算法。

3.掌握DES加密算法的应用方法。

二、实验原理

DES（Data Encryption Standard）是一种用于加密的对称密钥算法，其密钥长度为64位，分为加密过程和解密过程。

1.加密过程

(1)初始置换IP：将64位明文分成左右两部分，分别为L0和R0，进行初始置换IP操作。

(2)子密钥生成：按照规则生成16个子密钥，每个子密钥长度为48位。

(3)迭代加密：通过16轮迭代加密运算，得到最终的密文。每轮迭代加密包括扩展置换、异或运算、S盒替代、P置换和交换操作。

(4)逆初始置换：将最终的密文分成左右两部分，进行逆初始置换操作，得到最终加密结果。

2.解密过程

解密过程与加密过程类似，但是子密钥的使用顺序与加密过程相反。 三、实验材料与方法

材料：电脑、Python编程环境、DES加密解密算法代码。

方法：

1. 在Python编程环境中导入DES加密解密算法库。

2.输入明文和密钥。

3.调用DES加密函数，得到密文。

4.调用DES解密函数，得到解密结果。

5.输出密文和解密结果。

四、实验步骤

1.导入DES加密解密算法库：

```python

from Crypto.Cipher import DES

```

2.输入明文和密钥：

```python

plaintext = "Hello World"

key = "ThisIsKey"

```

3.创建DES加密对象： ```python

cipher = DES.new(key.encode(, DES.MODE_ECB)

```

用C实现DES的加密实验报告

用C实现DES的加密实验报告

一、实验目的

1、对算法描述可进行充分理解，精确理解算法的各个步骤。

2、完成DES软件算法的详细设计。

3、用C++完成算法的设计模块。

4、编制测试代码。

二、实验内容

根据DES加密标准，用C++设计编写符合DES算法思想的加密程序，并进行测试、分析，并尽量考虑程序的优化。

三、方案设计

DES的总体方案如下图所示。与其他任何一种加密方案一样，加密函数有两个输入：待

加密的明文和密钥。在这里，明文的长度必须为64bit，而密钥的长度为56bit.

初始置换第一轮第二轮64bit密文第十六轮逆初始置换64bit明文54bit密钥K1置换选择232Bit对换循环左移置换选择2置换选择1循环左移循环左移置换选择2K2K16

DES加密算法的一般描述

观察上图的左边部分，可以看到明文的处理阶段经过了三个阶段。首先64BItde明文经过了一个初始置换IP后，比特重排产生了经过置换的输入。接下来的一个阶段是由对同一个函数进行16次循环组成的，这个函数本身既包含有置换又包含有替代函数。最后一个循环（第16个）的输出由64Bit组成，它是输入明文和密钥的函数，这个输出的左边和右边两个部分经过交换后就得到预输出。最后，预输出通过一个逆初始置换就生成了64bit的密文，这个置换是初始置换的逆置换。

上图的右半部分给出了54Bit密钥的使用方式，密钥首先通过一个置换函数，接着对于16个循环的每一个，都通过一个循环左移操作和一个置换草所的组合产生出一个密钥K1。对每一个循环来说，置换函数是相同的，但由于密钥比特的重复移位，产生的子密钥并不相同。

（a）初始置换

58 50 42 34 26 18 10 2

60 52 44 36 28 20 12 4

62 54 46 38 30 22 14 6