des实验报告

时间：2024.4.25

(附录三)

现代密码学与加解密技术实验报告

软件学院

一、实验目的与意义

1、理解对称加密算法的原理和特点。

2、理解DES和AES算法的加密原理。

实验原理：DES是一种分组加密算法，所谓分组加密算法就是对一定大小的明文或密文来做加密或解密动作。而在DES这个加密系统中，每次加密或解密的分组大小均为64位，所以DES没有密文扩充的问题。对大于64位的明文只要按每64位一组进行切割，而对小于64位的明文只要在后面补“0”即可。另一方面，DES所用的加密或解密密钥也是64位大小，但因其中有8个位是用来作奇偶校验的，所以64位中真正起密钥作用的只有56位，密钥过短也是DES最大的缺点。DES加密与解密所用的算法除了子密钥的顺序不同外，其他部分完全相同。

二、实验环境

操作系统：Windows 7

实验环境：Microsoft Visual C++6.0

三、实验的预习内容

(3)des

　　　DES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。

　　　下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

64 36 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

（b）逆初始置换

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

　（c）DES的S盒子的定义：

4 13 1 2 15 11 8 3 10 6 12 5 9 0 7

15 7 4 14 2 13 1 10 6 12 11 9 5 3 8

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

0 9 14 6 3 15 5 1 13 12 7 11 4 2 8

7 0 9 3 4 6 10 2 8 5 14 12 11 15 1

6 4 9 8 15 3 0 11 1 2 12 5 10 14 7

10 13 0 6 9 8 7 4 15 14 3 11 5 2 12

13 14 3 0 6 9 10 1 2 8 5 11 12 4 15

8 11 5 6 15 0 3 4 7 2 12 1 10 14 9

6 9 0 12 11 7 13 15 1 3 14 5 2 8 4

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 1 16 3 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 5 0 8 13

4 11 2 14 15 0 8 13 3 12 9 7 5 10 6 1

13 0 1 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

2 8 4 6 15 11 1 10 9 3 14 5 0 12 7

15 13 8 10 3 7 4 12 5 6 11 0 14 9 2

11 4 1 9 12 14 2 0 6 10 13 15 3 5 8

1 14 7 4 10 8 13 15 12 9 0 3 5 6 11

密钥的产生：

舍弃64位密钥中的奇偶校验位，根据下表（PC-1）进行密钥变换得到56位的密钥，在变换中，奇偶校验位以被舍弃。

置换选择 1(PC-1)

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

置换选择 2(PC-2)

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

（c）左移调度

I： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

左移位数： 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1

流程图：

四、实验的步骤与调试方法

（1） 简短明确地写出你实验的大致步骤

（2） 简短明确地写出你在实验中遇到问题的调试方法

五、实验数据与实验结果

六、实验用程序清单（要有注释）

七、思考题（必需回答）

1. DEDS 的原理是什么？

2. DES使用多少位密钥？

3. DES对明文分块的单位是多少？

4. DES对每一个数据块加密的轮次是多少？

5. 简单描述EBox的操作过程。

6. 简单描述SBox的操作过程。

7. 简单描述PBox的操作过程。

请清晰、准确、详细地回答上面的问题。

八、结束语

概括地总结学习成果，自己的认识，对本课程的体会、设置与建议等。如果你对这个实验还有其他的解决方案或设想，请在此描述。

九、参考文献

注意：你的报告应至少超出一页的文字描述，注意你描述的文字一定要叙述流畅，具有较好的逻辑性。

实验成绩

第二篇：DES算法代码及实验报告

DES实验算法报告

摘要：、

1、DES的简介

DES密码实际上是Lucifer密码的进一步发展。它是一种采用传统加密方法的区组密码。它的算法是对称的，既可用于加密又可用于解密。美国国家标准局1973年开始研究除国防部外的其它部门的计算机系统的数据加密标准，于1973年5月15日和1974年8月27日先后两次向公众发出了征求加密算法的公告。加密算法要达到的目的通常称为DES密码算法要求主要为以下四点：

提供高质量的数据保护，防止数据未经授权的泄露和未被察觉的修改；具有相当高的复杂性，使得破译的开销超过可能获得的利益，同时又要便于理解和掌握DES密码体制的安全性应该不依赖于算法的保密，其安全性仅以加密密钥的保密为基础实现经济，运行有效，并且适用于多种完全不同的应用。

目前在这里，随着三金工程尤其是金卡工程的启动，DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用，以此来实现关键数据的保密，如信用卡持卡人的PIN的加密传输，IC卡与POS间的双向认证、金融交易数据包的MAC校验等，均用到DES算法。

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。

DES算法是这样工作的：如Mode为加密，则用Key 去把数据Data进行加密，生成Data的密码形式（64位）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（64位）作为DES的输出结果。在通信网络的两端，双方约定一致的Key，在通信的源点用Key对核心数据进行DES加密，然后以密码形式在公共通信网（如电话网）中传输到通信网络的终点，数据到达目的地后，用同样的Key对密码数据进行解密，便再现了明码形式的核心数据。这样，便保证了核心数据（如PIN、MAC等）在公共通信网中传输的安全性和可靠性。

通过定期在通信网络的源端和目的端同时改用新的Key，便能更进一步提高数据的保密性，这正是现在金融交易网络的流行做法。

2、DES算法详述

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：

58,50,12,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,

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,

即将输入的第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。 L0、R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位，R0 是右32位，

例：设置换前的输入值为D1D2D3……D64，则经过初始置换后的结果为：L0=D550……D8；R0=D57D49...D7。

经过26次迭代运算后，得到L16、R16，将此作为输入，进行逆置换，即得到密文输出。逆置换正好是初始置的逆运算，例如，第1位经过初始置换后，处于第40位，而通过逆置换，又将第40位换回到第1位，其逆置换规则如下表所示：

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,

放大换位表

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,

单纯换位表

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,

在f(Ri,Ki)算法描述图中，S1,S2...S8为选择函数，其功能是把6bit数据变为4bit数据。下面给出选择函数Si(i=1,2......8)的功能表：

选择函数Si

S1:

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,

S2:

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,

S3:

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,

S4:

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,

S5:

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,

S6:

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,

S7:

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,

S8:

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,

1．子密钥Ki(48bit)的生成算法

初始Key值为64位，但DES算法规定，其中第8、16、......64位是奇偶校验位，不参与DES运算。故Key 实际可用位数便只有56位。即：经过缩小选择换位表1的变换后，Key 的位数由64 位变成了56位，此56位分为C0、D0两部分，各28位，然后分别进行第1次循环左移，得到C1、D1，将C1（28位）、D1（28位）合并得到56位，再经过缩小选择换位2，从而便得到了密钥K0（48位）。依此类推，便可得到K1、K2、......、K15，不过需要注意的是，16次循环左移对应的左移位数要依据下述规则进行：

循环左移位数1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1

以上介绍了DES算法的加密过程。 DES算法的解密过程是一样的，区别仅仅在于第一次迭代时用子密钥K15，第二次K14、……，最后一次用K0，算法本身并没有任何变化。

3、写DES的心得体会

在开始写DES以来，真正的体会到了写一个大程序时所遇到的种种困难。第一次知道了写一个程序是要下多大的恒心。最先第一次看到老师给我们演示他自己写的一个DES算法时，有着许多感想。我自己想我一定要用C写一个DES算法，因此就抽了周末一天的时间好好看看了DES算法的基本原理，而且还在草稿纸上画了几个步骤。

当我真正开始写的时候，第一个问题就来了，一个很小的问题难住了我。技术把明文转换为二进制数并且存放在一个64位的数组中。我查看了很多资料，上网查找，全部都是用移位进行二进制的转换。可是我对二进制的转换是一点也不懂，没有办法就只有自己重新拿其了C语言的书看了好几遍才用一个很复杂的函数把8位明文转换为二进制。

然后在后面写的过程中，我把很多东西都写在一个函数里，结果调试不通，一度的陷入困境中，最后我用了一个非常笨的办法就是把每一步都写成一个函数，并且为了我自己能看懂，我用中文拼音命名函数。基本上是每一天写三个函数左右，经过两个星期的周末，我的DES基本上写的差不多了。但是我发现这个算法是很庞大、很复杂。没有一点封装性而且一封装就会出错。

这个DES算法可是真正的检验了我学的C语言，同时也让我明白了我学习的很东西都不能够运用起来。

4代码

#include<stdio.h>

#include<string.h>

#include<math.h>

//IP置换

int IP[]= { 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};

//IP逆置换

int IP_1[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};

//扩展变换E

int 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};

//P置换

int 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};

//置换选择1

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};

//置换选择2

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};

//8个s盒

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, 15, 10, 0, 6, 13},

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},

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},

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},

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},

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},

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},

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};

void erjinzhi(char z[8],int *q);//二进制转换

void PC_1_bianhuan(int *Key,int *pc_1);//PC_1变换

void CD(int *pc_1,int (*c)[28],int (*d)[28]);//把明文分组为C、D

void LS_yiwei(int (*p)[28],int i);//密钥L、S的移位

void CD_hebin(int *pc_1,int (*c)[28],int (*d)[28],int i);//C、D变换

void PC_2_bianhuan(int (*kout)[48],int *pc_1,int a);//PC_2变换

void IP_change(int *ip,int *Data);//IP置换

void L__R(int (*l)[32],int (*r)[32],int i);//把56位密钥分为L、S两组

void E_change(int *r_change,int (*r)[32],int a);//E的扩展变换

void yihuo1(int *r_change,int (*kout)[48],int a);//异或1

void S_replace(int *r_change,int *s1);//S变换

void P_replace(int *p,int *s1);//P变换

void yihuo2(int (*l)[32],int (*r)[32],int *p,int a);//异或2

void IP2(int (*l)[32],int (*r)[32],int *ip_1,int i);//IP逆置换

void miwen(int *ip_1);//得出密文

void yihuo3(int *r_change,int (*kout)[48],int a);// 异或3

//定义三个数组存放明文密钥密文

char mingwen[8],key_Origion[8],miwens[8];

/******************************************************************************/

//二进制转换

void erjinzhi(char z[8],int *q)

{

char ch;

int i,j,a=7;

for(i=0;i<8;i++)

{

ch=z[i];

for(j=0;j<8;j++)

{

*(q+a)=ch%2;

ch=ch/2;

a--;

}

a=a+16;

}

for(i=0;i<=63;i++)

{

if(i%8==0) printf( " ");

printf("%d",*(q+i));

}

printf("\n");

}

/*******************************************************************************************************/

//IP变换

void IP_change(int *ip,int *Data)

{

int i,j;

for(i=1;i<=64;i++)

{

j=58-i/33+2*(((i-1)/8)%4)-8*((i-1)%8);

*(ip+(i-1))=*(Data+(j-1));

}

/*******************************************************************************************************/

//提取 L0,R0 分组

void L0_R0(int *ip,int (*l)[32], int (*r)[32])

{

int i;

for(i=0;i<=31;i++)

{

*(*l+i)=*(ip+i);

}

for(i=0;i<=31;i++)

{

*(*r+i)=*(ip+i+32);

}

/**********************************************************************************************************/

// L(i)=R(i-1)

void L__R(int (*l)[32],int (*r)[32],int i)

{

int j;

for(j=0;j<=31;j++)

{

*(*(l+i)+j)=*(*(r+i-1)+j);

}

// printf("\n");

}

/**********************************************************************************************************/

// E变换

void E_change(int *r_change,int (*r)[32],int a)

{

int i;

for(i=0;i<=47;i++)

{

*(r_change+i)=*(*(r+a-1)+E[i]-1);

}

// printf("\n");

}

/**********************************************************************************************************/

// PC_1变换

void PC_1_bianhuan(int *Key,int *pc_1)

{

int i;

for(i=0;i<=55;i++)

{

*(pc_1+i)=*(Key+PC_1[i]-1);

}

/*************************************************************************************************/

// 提取密钥的初始C0，D0

void CD(int *pc_1,int (*c)[28],int (*d)[28])

{

int i;

for(i=0;i<=27;i++)

{

*(*c+i)=*(pc_1+i);

*(*d+i)=*(pc_1+i+28);

}

/***************************************************************************************************/

//密钥生成时 C D移位

void LS_yiwei(int (*p)[28],int i)

{

int j;

if(i==1||i==2||i==9||i==16)

{

for(j=0;j<=27;j++)

{

if(j==27)

*(*(p+i)+j)=*(*(p+i-1)+0);

else

*(*(p+i)+j)=*(*(p+i-1)+j+1);

}

else

{

for(j=0;j<=27;j++)

{

if(j==26)

*(*(p+i)+j)=*(*(p+i-1)+0);

else if(j==27)

*(*(p+i)+j)=*(*(p+i-1)+1);

else

*(*(p+i)+j)=*(*(p+i-1)+j+2);

}

/***************************************************************************************************/

// C D 合并成完整密钥

void CD_hebin(int *pc_1,int (*c)[28],int (*d)[28],int i)

{

int j;

for(j=0;j<=27;j++)

{

*(pc_1+j)=*(*(c+i)+j);

*(pc_1+j+28)=*(*(d+i)+j);

}

/***************************************************************************************************/

// 提取48位密钥K(a-1)

void PC_2_bianhuan(int (*kout)[48],int *pc_1,int a)

{

int i;

for(i=0;i<=47;i++)

{

*(*(kout+a-1)+i)=*(pc_1+PC_2[i]-1);

}

/****************************************************************************************************/

// P 变换

void P_replace(int *p,int *s1)

{

int i;

for(i=0;i<=31;i++)

{

*(p+i)=*(s1+P[i]-1);

}

/****************************************************************************************************/

// r_change R(i-1) E变换后与 Ki 异或1

void yihuo1(int *r_change,int (*kout)[48],int a)

{

int i;

for(i=0;i<=47;i++)

{

*(r_change+i)^=*(*(kout+a-1)+i); //^按位异或运算符。

}

// printf("\n");

}

/***************************************************************************************************/

// R(i) P盒置换后与L(i-1)异或2

void yihuo2(int (*l)[32],int (*r)[32],int *p,int a)

{

int i;

for(i=0;i<=31;i++)

{

*(*(r+a)+i)=*(*(l+a-1)+i)^*(p+i);

}

// printf("\n");

}

/**************************************************************************************************/

// r_change R(i-1) E变换后与 Ki 异或3

void yihuo3(int *r_change,int (*kout)[48],int a)

{

int i;

for(i=0;i<=47;i++)

{

*(r_change+i)^=*(*(kout+16-a)+i);

}

/*************************************************************************************************/

void IP2(int (*l)[32],int (*r)[32],int *ip_1,int a)

{

int i,ip[64];

// printf(" a = %2d\n",a);

for(i=0;i<=31;i++)

{

ip[i]=*(*(r+a)+i);

ip[i+32]=*(*(l+a)+i);

}

for(i=0;i<=63;i++)

{

*(ip_1+i)=ip[IP_1[i]-1];

}

printf("\n");

}

/*************************************************************************************************/

//得出密文

void miwen(int *ip_1)

{

int i,j,a,c,b,x[8];

for(i=0;i<=7;i++)

{

a=i*8;

x[i]=0;

for(j=7;j>=0;j--)

{

c=*(ip_1+a);

b=pow(2,j);

x[i]=x[i]+b*c;

miwens[i]=x[i];//把密文copy在miwens数组中为了输出使用

a++;

}

// printf("密文为：");

for(i=0;i<=7;i++)

{

a=x[i]%127;

printf("%c",(char)(a));

}

printf("\n");

}

/*********************************** S 替换 **********************************************************/

void S_replace(int *r_change,int *s1)

{

int i,b,j,x,a;

// printf(" i j x");

for(b=0;b<=7;b++)

{

switch(b)

{

case 0:

i=*(r_change+0)*2+*(r_change+5)*1+1;

j=*(r_change+1)*8+*(r_change+2)*4+*(r_change+3)*2+*(r_change+4)+1;

x=S1[i-1][j-1];

// printf(" %2d %2d %2d\n",i,j,x);

for(a=3;a>=0;a--)

{

*(s1+a)=x%2;

x=x/2;

}

break;

case 1:

i=*(r_change+6)*2+*(r_change+11)*1+1;

j=*(r_change+7)*8+*(r_change+8)*4+*(r_change+9)*2+*(r_change+10)+1;

x=S2[i-1][j-1];

// printf(" %2d %2d %2d\n",i,j,x);

for(a=7;a>=4;a--)

{

*(s1+a)=x%2;

x=x/2;

}

break;

case 2:

i=*(r_change+12)*2+*(r_change+17)*1+1;

j=*(r_change+13)*8+*(r_change+14)*4+*(r_change+15)*2+*(r_change+16)+1;

x=S3[i-1][j-1];

// printf(" %2d %2d %2d\n",i,j,x);

for(a=11;a>=8;a--)

{

*(s1+a)=x%2;

x=x/2;

}

break;

case 3:

i=*(r_change+18)*2+*(r_change+23)*1+1;

j=*(r_change+19)*8+*(r_change+20)*4+*(r_change+21)*2+*(r_change+22)+1;

x=S4[i-1][j-1];

// printf(" %2d %2d %2d\n",i,j,x);

for(a=15;a>=12;a--)

{

*(s1+a)=x%2;

x=x/2;

}

break;

case 4:

i=*(r_change+24)*2+*(r_change+29)*1+1;

j=*(r_change+25)*8+*(r_change+26)*4+*(r_change+27)*2+*(r_change+28)+1;

x=S5[i-1][j-1];

// printf(" %2d %2d %2d\n",i,j,x);

for(a=19;a>=16;a--)

{

*(s1+a)=x%2;

x=x/2;

}

break;

case 5:

i=*(r_change+30)*2+*(r_change+35)*1+1;

j=*(r_change+31)*8+*(r_change+32)*4+*(r_change+33)*2+*(r_change+34)+1;

x=S6[i-1][j-1];

// printf(" %2d %2d %2d\n",i,j,x);

for(a=23;a>=20;a--)

{

*(s1+a)=x%2;

x=x/2;

}

break;

case 6:

i=*(r_change+36)*2+*(r_change+41)*1+1;

j=*(r_change+37)*8+*(r_change+38)*4+*(r_change+39)*2+*(r_change+40)+1;

x=S7[i-1][j-1];

// printf(" %2d %2d %2d\n",i,j,x);

for(a=27;a>=24;a--)

{

*(s1+a)=x%2;

x=x/2;

}

break;

case 7:

i=*(r_change+42)*2+*(r_change+47)*1+1;

j=*(r_change+43)*8+*(r_change+44)*4+*(r_change+45)*2+*(r_change+46)+1;

x=S8[i-1][j-1];

// printf(" %2d %2d %2d\n",i,j,x);

for(a=31;a>=28;a--)

{

*(s1+a)=x%2;

x=x/2;

}

break;

}

/*************************************************************************************************/

void main(){

int i,R_change[48],S1[32],P[32],DATA[64],KEY[64],PC_1[56],IP[64],IP_1[64],

C[17][28],D[17][28],Left[17][32],Right[17][32],key_out[16][48];

int *r_change,*s1,*p,*Data,*Key,*pc_1,*ip,*ip_1,

(*c)[28],(*d)[28],(*l)[32],(*r)[32],(*kout)[48];

c=C; p=P; ip_1=IP_1;

d=D; l=Left; r=Right;

kout=key_out; Key=KEY;

Data=DATA; pc_1=PC_1; r_change=R_change;

s1=S1; ip=IP;

while(1){

{

printf("请输入8位明文字符");

scanf("%s",mingwen);

i=strlen(mingwen);

}while(i!=8);

erjinzhi(mingwen,Data); // 明文二进制转换

{

printf("请输入8位密钥字符");

scanf("%s",key_Origion);

i=strlen(key_Origion);

}while(i!=8);

printf("\n");

erjinzhi(key_Origion,Key); // 密文二进制

//jiami

IP_change(ip,Data); // 明文IP变换

L0_R0(ip,l,r); // LO RO

PC_1_bianhuan(Key,pc_1); // PC_1

CD(pc_1,c,d); // C0 D0

for(i=1;i<=16;i++)

{

LS_yiwei(c,i); //密钥生成时 C D移位

LS_yiwei(d,i);

CD_hebin(pc_1,c,d,i);

PC_2_bianhuan(kout,pc_1,i);

L__R(l,r,i);

E_change(r_change,r,i); // E的扩展变换

yihuo1(r_change,kout,i); // R与K 的异或

S_replace(r_change,s1); // S-盒替换

P_replace(p,s1); // P-盒替换

yihuo2(l,r,p,i); // L与P替换后的数组异或

}

IP2(l,r,ip_1,i-1);

printf("明文被加密后的密文：\n");

miwen(ip_1);

erjinzhi(miwens,Data);

//jiemi

IP_change(ip,ip_1); // 密文IP变换

L0_R0(ip,l,r); // LO RO

for(i=1;i<=16;i++)

{

L__R(l,r,i);

E_change(r_change,r,i);

yihuo3(r_change,kout,i); // R与K 的异或

S_replace(r_change,s1); // S-盒替换

P_replace(p,s1); // P-盒替换

yihuo2(l,r,p,i); // L与P替换后的数组异或

}

IP2(l,r,ip_1,i-1);

printf("密文被解密后还原的明文为：\n");

miwen(ip_1);

erjinzhi(mingwen,Data);

getchar();

printf("请输入‘S’继续加密，输入‘E’退出加密：\n");

char c1;

scanf("%c",&c1);

if(c1=='E') break;

}

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