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DES加密算法的实现

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实验课程：网络安全实验项目：DES加密算法的实现实验日期：系：数学与计算机学院班级：网络工程姓名：学号：指导教师：成绩：【实验目的】掌握DES加密算法的基本原理使用编程语言实现DES的加密和解密【实验环境】Windows 系统Java编程环境或者VC++编程环境【实验内容和步骤】第一步：变换明文。

对给定的64位比特的明文x，首先通过一个置换IP表来重新排列x，从而构造出64位比特的x0，x0=IP(x)=L0R0，其中L0表示x0的前32比特，R0表示x0的后32位。

第二步：按照规则迭代。

规则为Li = Ri-1Ri = Li⊕f(Ri-1,Ki) （i=1,2,3…16）经过第一步变换已经得到L0和R0的值，其中符号⊕表示的数学运算是异或，f表示一种置换，由S盒置换构成，Ki是一些由密钥编排函数产生的比特块。

f和Ki将在后面介绍。

第三步：对L16R16利用IP-1作逆置换，就得到了密文y。

代码如下：输入64位比特明文IP置换表LRLi= Ri-1Ri= Li⊕f(Ri-1,Ki)（i=1,2,…16）迭代16次IP逆置换表输出64位比特密文#include "stdio.h"#include "string.h"#define uchar unsigned char/***************明文转换声明部分**************///IP1置换表int IP_1[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};//IP2逆置换表int IP_2[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扩展置换表int E_case[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};//S盒压缩int S1[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};int S2[4][16]={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};int S3[4][16]={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}; int S4[4][16]={ 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}; int S5[4][16]={ 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}; int S6[4][16]={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}; int S7[4][16]={ 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}; int S8[4][16]={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}; //P盒置换int Permute[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};/************字节与二进制相互变换部分******************///字节转换成二进制int ByteToBit(char ch,char bit[8]){uchar x;for(x=0;x<8;x++){*(bit+x)=((ch<<x)&0x80)>>7;}return 0;}//字符串转换成二进制位串int Char8ToBit64(char ch[8],char bit[64]){uchar x;for(x=0;x<8;x++){ByteToBit(*(ch+x),bit+(x<<3));}return 0;}//二进制转换成字节int BitToByte(char bit[8],char *ch){uchar x;for(x=0;x<8;x++){*ch|=*(bit+x)<<(7-x);}return 0;}//将二进制串转换成字符串int Bit64ToChar8(char bit[64],char ch[8]){uchar x;memset(ch,0,8); //把ch[8]全部清零。

for(x=0;x<8;x++){BitToByte(bit+(x<<3),ch+x);}return 0;}/***************密钥声明部分*******************/ //密钥PC-1置换表int PC_1[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};//密钥PC-2置换表int PC_2[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};//密钥每次轮回移位表uchar Left_Move[16]={1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1};/*************密钥的生成函数部分**************************/ //PC-1置换函数int PC1_permute(char pc1[64],char PC1_Buff[56]){uchar x;for(x=0;x<56;x++){PC1_Buff[x]=pc1[PC_1[x]-1];}return 0;}//PC密钥左移int KeyLeftMove(char pcB[56],char Move){uchar x;char Cn[28],Dn[28];char a_buff,b_buff,c_buff,d_buff;//**********PC-1密钥56位分离成左右各28位************** memcpy(Cn,pcB,28);memcpy(Dn,pcB+28,28);//*****************PC密钥左移部分******************* a_buff=Cn[0];b_buff=Dn[0];if(2==Move){c_buff=Cn[1];d_buff=Dn[1];}for(x=0;x<28;x++){if(27==x){if(1==Move){Cn[27]=a_buff;Dn[27]=b_buff;}if(2==Move){Cn[26]=a_buff;Cn[27]=c_buff;Dn[26]=b_buff;Dn[27]=d_buff;}}else{Cn[x]=Cn[x+Move];Dn[x]=Dn[x+Move];}}//******************28bit合成56bit******************** memcpy(pcB,Cn,28);memcpy(pcB+28,Dn,28);return 0;}//PC-2逆置换函数int PC2_permut(char pc2[56],char PC2_Buff[48]){uchar x;for(x=0;x<48;x++){PC2_Buff[x]=pc2[PC_2[x]-1];}return 0;}//产生16轮的子密钥函数int Key16Itera(char key[64],char subKeys[16][48]){uchar x,move;char temp1[56];PC1_permute(key,temp1);//PC1置换，返回值tempfor(x=0;x<16;x++){move=Left_Move[x];KeyLeftMove(temp1,move);//移位，返回值temp，56bitPC2_permut(temp1,subKeys[x]);}return 0;}/***********明文加密函数部分*************///IP置换int IP1_permute(char IP1[64]){uchar x;char IP1Buff[64];for(x=0;x<64;x++){IP1Buff[x]=IP1[IP_1[x]-1];}memcpy(IP1,IP1Buff,64);return 0;}//32bit经E盒扩展成48bitint R_Expand48bit(char R[32],char RE[48]) {uchar x;for(x=0;x<48;x++){RE[x]=R[E_case[x]-1];}return 0;}//IP64逆置换int IP2_permute(char IP2[64]){uchar x;char temp2[64];for(x=0;x<64;x++){temp2[x]=IP2[IP_2[x]-1];}memcpy(IP2,temp2,64);return 0;}//经P盒置换int Pcase(char S8Byte[32]){uchar x;char temp3[32];for(x=0;x<32;x++){temp3[x]=S8Byte[Permute[x]-1];}memcpy(S8Byte,temp3,32);return 0;}//经S盒压缩成32bitint Reduceto32bit(char EKey[48],char S32bit[32]){uchar x,Rank,Line;int out;for(x=0;x<8;x++){Rank=(EKey[1+6*x]<<3)|(EKey[2+6*x]<<2)|(EKey[3+6*x]<<1)|(EKey[4+6*x]);Line=(EKey[6*x]<<1)|(EKey[5+6*x]);//在S盒寻找需要的数if(0==x) { out=S1[Line][Rank];}if(1==x) { out=S2[Line][Rank];}if(2==x) { out=S3[Line][Rank];}if(3==x) { out=S4[Line][Rank];}if(4==x) { out=S5[Line][Rank];}if(5==x) { out=S6[Line][Rank];}if(6==x) { out=S7[Line][Rank];}if(7==x) { out=S8[Line][Rank];}//把一位数拆成数四位数S32bit[4*x+0]=(((char)(out))&0x08)>>3;S32bit[4*x+1]=(((char)(out))&0x04)>>2;S32bit[4*x+2]=(((char)(out))&0x02)>>1;S32bit[4*x+3]=(((char)(out))&0x01);}return 0;}/***************明文16次迭代,加密，*************************************输入值：mw[64]\子密钥：miyue[16][48]***************************返回值：data[64]***********************/int Encryp(char data[64],char Zkey16[16][48]){uchar x,y;char Left[32],Right[32],EKbuff[48];char SE32bit[32];IP1_permute(data);//IP置换memcpy(Left,data,32);//分离32bitmemcpy(Right,data+32,32);for(x=0;x<16;x++){R_Expand48bit(Right,EKbuff);//E盒扩展for(y=0;y<48;y++) //与密钥异或{EKbuff[y]^=Zkey16[x][y];}Reduceto32bit(EKbuff,SE32bit);//经S盒压缩32bit,返回值SE32bitPcase(SE32bit); //经P盒置换，返回值SE32bitfor(y=0;y<32;y++) //与左半部分Left 32bit异或{SE32bit[y]^=Left[y];}memcpy(Left,Right,32);memcpy(Right,SE32bit,32);}memcpy(data,Right,32);//合成64bitmemcpy(data+32,Left,32);IP2_permute(data); //IP逆置换return 0;}/**********************密文输入，解密，16次迭代**************************************************输入值：miwen[64]*******************************************************输出值：mw[64]******************************/ int Decryp(char miwen[64],char D_Zkey16[16][48]){uchar x,y;char D_Left[32],D_Right[32];char D_EKbuff[48],D_SE32bit[32];IP1_permute(miwen); //IP1置换。

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DES加密算法的简单实现实验报告

DES加密算法的简单实现实验报告

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。

des加密算法java代码

des加密算法java代码

des加密算法java代码1、DES加密算法Java实现（1）导入所需要的包：import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.SecretKey;import javax.crypto.SecretKeyFactory;import javax.crypto.spec.DESKeySpec;（2）定义加密算法：public class DesEncrypter {Cipher ecipher;Cipher dcipher;public DesEncrypter(String passPhrase) {try {// Create the keyDESKeySpec keySpec = newDESKeySpec(passPhrase.getBytes('UTF8'));SecretKeyFactory keyFactory =SecretKeyFactory.getInstance('DES');SecretKey key = keyFactory.generateSecret(keySpec); // Create the cipherecipher = Cipher.getInstance('DES');dcipher = Cipher.getInstance('DES');// Initialize the cipher for encryptionecipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);// Initialize the same cipher for decryption dcipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);} catch (Exception e) {}}（3）定义加密函数：public String encrypt(String str) {try {// Encode the string into bytes using utf-8 byte[] utf8 = str.getBytes('UTF8');// Encryptbyte[] enc = ecipher.doFinal(utf8);// Encode bytes to base64 to get a stringreturn new sun.misc.BASE64Encoder().encode(enc);} catch (Exception e) {}return null;}（4）定义解密函数：// Decryptpublic String decrypt(String str) {try {// Decode base64 to get bytesbyte[] dec = newsun.misc.BASE64Decoder().decodeBuffer(str);// Decryptbyte[] utf8 = dcipher.doFinal(dec);// Decode using utf-8return new String(utf8, 'UTF8');} catch (Exception e) {}return null;}}（5）定义测试类，测试加密解之密是否正确：public class TestDes {public static void main(String[] args) {try {// Create encrypter/decrypter classDesEncrypter encrypter = new DesEncrypter('your key');// EncryptString encrypted = encrypter.encrypt('Don't tell anybody!');// DecryptString decrypted = encrypter.decrypt(encrypted);// Print out valuesSystem.out.println('Encrypted: ' + encrypted);System.out.println('Decrypted: ' + decrypted);} catch (Exception e) {}}}。

des加密算法实验报告

des加密算法实验报告

DES加密算法实验报告1. 引言DES（Data Encryption Standard）是一种对称密码算法，于1977年被美国联邦信息处理标准（FIPS）确定为联邦标准。

DES加密算法采用分组密码的思想，将明文按照64位分为一组，经过一系列的置换、替代和迭代操作，最终输出加密后的密文。

本实验旨在通过对DES加密算法的实际操作，深入理解DES的工作原理和加密过程。

2. 实验步骤2.1. 密钥生成DES加密算法的核心在于密钥的生成。

密钥生成过程如下：1.将64位的初始密钥根据置换表进行置换，生成56位密钥。

2.将56位密钥分为两个28位的子密钥。

3.对两个子密钥进行循环左移操作，得到循环左移后的子密钥。

4.将两个循环左移后的子密钥合并，并根据压缩置换表生成48位的轮密钥。

2.2. 加密过程加密过程如下：1.将64位的明文按照初始置换表进行置换，得到置换后的明文。

2.将置换后的明文分为左右两部分L0和R0，每部分32位。

3.进行16轮迭代操作，每轮操作包括以下步骤：–将R(i-1)作为输入，经过扩展置换表扩展为48位。

–将扩展后的48位数据与轮密钥Ki进行异或操作。

–将异或结果按照S盒进行替代操作，得到替代后的32位数据。

–对替代后的32位数据进行置换，得到置换后的32位数据。

–将置换后的32位数据与L(i-1)进行异或操作，得到Ri。

–将R(i-1)赋值给L(i)。

4.将最后一轮迭代后得到的数据合并为64位数据。

5.对合并后的64位数据进行逆置换，得到加密后的64位密文。

3. 实验结果对于给定的明文和密钥，进行DES加密实验，得到加密后的密文如下：明文：0x0123456789ABCDEF 密钥：0x133457799BBCDFF1密文：0x85E813540F0AB4054. 结论本实验通过对DES加密算法的实际操作，深入理解了DES加密算法的工作原理和加密过程。

DES加密算法通过对明文的置换、替代和迭代操作，混淆了明文的结构，使得密文的产生与密钥相关。

des子秘钥生成算法实现

des子秘钥生成算法实现

des子秘钥生成算法实现DES（Data Encryption Standard）是一种常见的对称密钥加密算法，它广泛应用于信息安全领域。

本文将介绍DES子秘钥生成算法的实现过程，以及其在实际应用中的重要性和指导意义。

首先，我们需要了解DES算法的整体结构。

DES算法涉及到密钥的生成、明文的分组与置换、多轮迭代、处理函数、逆置换等环节。

其中，子秘钥生成算法负责根据输入的主密钥生成多个子密钥，用于后续的加密和解密操作。

子秘钥生成算法的核心思想是使用主密钥经过一系列的置换、选择和移位操作，生成多个子密钥。

具体实现过程如下：1. 首先，将64位的主密钥经过固定的置换表置换成56位。

2. 将56位的密钥分为左右两部分，每部分各28位。

3. 对左右两部分进行循环左移操作，具体移位数由轮数确定。

每轮循环左移的位数从一个预设的表中查找得出。

4. 将左右两部分连接起来，得到56位的中间结果。

5. 对中间结果进行一次选择置换操作，将56位的中间结果压缩成48位的子密钥。

6. 重复第3至第5步，直到生成所需数量的子密钥。

DES子秘钥生成算法的实现过程较为复杂，需要确保密钥长度、置换表的正确性，以及移位操作的准确性。

通过正确实现子秘钥生成算法，可以保证加密过程的安全性和可靠性。

DES算法在信息安全领域具有重要的应用价值和指导意义。

它不仅可以用于保护敏感数据的加密和解密，还可以应用于数字签名、身份认证、网络通信等方面。

通过合理使用DES算法，可以有效防止信息泄露、数据篡改等恶意攻击。

总之，DES子秘钥生成算法是DES加密算法的关键一步，它通过一系列的置换、选择和移位操作，生成多个子密钥用于加密和解密过程。

正确实现子秘钥生成算法对于保障信息安全具有重要意义，并对信息安全领域的发展起到积极的指导作用。