信息计算2019级一班30号邓子龙

小1班31号邓子龙

DES加密算法

小1班31号邓子龙

1. ///DES算法加密
   
2. #include<cstdio>
   
3. #include<cstring>
   
4. const int maxn=2e4;
   
5. char mingwen[maxn],miwen[maxn],miyao[maxn];///输入的明文密文密钥
   
6. int smbit[maxn],miyaobit[maxn],mibit[maxn],zhongbit[maxn];///明文，密文，密钥的二进制，与转换中需要作为媒介的
   
7. int mip[maxn],rr[maxn],SYa[maxn],er[10];///mip经过ip初始置换得到rrE盒扩展后得到,SYas盒压缩得到,er在s盒的转换过程中使用
   
8. int Left[maxn],Right[maxn];///左右两部分
   
9. int miyaopc1[maxn],miyaopc2[maxn],c[maxn],d[maxn];///c,d密钥置换得到
   
10. int zimi[16][maxn];///产生的子密钥
    
11. int LL[17][64],RR[17][64],cnt;///用来记录每一次的左右部分
    
12. int times,xz[]= {1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1}; ///循环左移位,times用来计算是第几次移位
    
13. void init()///初始化
    
14. {
    
15.     times=cnt=0;
    
16.     memset(c,0,sizeof(c));
    
17.     memset(d,0,sizeof(d));
    
18.     memset(LL,0,sizeof(LL));
    
19.     memset(RR,0,sizeof(RR));
    
20.     memset(mip,0,sizeof(mip));
    
21.     memset(SYa,0,sizeof(SYa));
    
22.     memset(zimi,0,sizeof(zimi));
    
23.     memset(Left,0,sizeof(Left));
    
24.     memset(Right,0,sizeof(Right));
    
25.     memset(miyao,0,sizeof(miyao));
    
26.     memset(mingwen,0,sizeof(mingwen));
    
27.     memset(miyaopc1,0,sizeof(miyaopc1));
    
28.     memset(miyaopc2,0,sizeof(miyaopc2));
    
29.     memset(miyaobit,0,sizeof(miyaobit));
    
30. }
    
31. const int IP[]=///ip置换表,用1维存的原因是方便置换。下面的都一样
    
32. {
    
33.     58,50,42,34,26,18,10,2,
    
34.     60,52,44,36,28,20,12,4,
    
35.     62,54,46,38,30,22,14,6,
    
36.     64,56,48,40,32,24,16,8,
    
37.     57,49,41,33,25,17, 9,1,
    
38.     59,51,43,35,27,19,11,3,
    
39.     61,53,45,37,29,21,13,5,
    
40.     63,55,47,39,31,23,15,7,
    
41. };
    
42. const int E[]=///扩展E盒
    
43. {
    
44.     32,1,2,3,4,5,
    
45.     4,5,6,7,8,9,
    
46.     8,9,10,11,12,13,
    
47.     12,13,14,15,16,17,
    
48.     16,17,18,19,20,21,
    
49.     20,21,22,23,24,25,
    
50.     24,25,26,27,28,29,
    
51.     28,29,30,31,32,1,
    
52. };
    
53. const int P[]=///p盒置换表
    
54. {
    
55.     16,7,20,21,29,12,28,17,1,15,23,26,5,18,31,10,
    
56.     2,8,24,14,32,27,3,9,19,13,30,6,22,11,4,25,
    
57. };
    
58. const int PC_1[]=///密钥置换选择PC_1盒
    
59. {
    
60.     57,49,41,33,25,17,9,1,58,50,42,34,26,18,
    
61.     10,2,59,51,43,35,27,19,11,3,60,52,44,36,
    
62.     63,55,47,39,31,23,15,7,62,54,46,38,30,22,
    
63.     14,6,61,53,45,37,29,21,13,5,28,20,12,4,
    
64. };
    
65. const int PC_2[]=///密钥置换选择PC_2盒
    
66. {
    
67.     14,17,11,24,1,5,3,28,15,6,21,10,
    
68.     23,19,12,4,26,8,16,7,27,20,13,2,
    
69.     41,52,31,37,47,55,30,40,51,45,33,48,
    
70.     44,49,39,56,34,53,46,42,50,36,29,32
    
71. };
    
72. const int S[8][4][16]=///8个s盒
    
73. {
    
74.     ///s1
    
75.     14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
    
76.     0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,
    
77.     4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,
    
78.     15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13,
    
79.     ///s2
    
80.     15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,
    
81.     3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,
    
82.     0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,
    
83.     13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9,
    
84.     ///s3
    
85.     10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,
    
86.     13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,
    
87.     13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,
    
88.     1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12,
    
89.     ///s4
    
90.     7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,
    
91.     13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,
    
92.     10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
    
93.     3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14,
    
94.     ///s5
    
95.     2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,
    
96.     14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,
    
97.     4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,
    
98.     11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3,
    
99.     ///s6
    
100.     12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,
     
101.     10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,
     
102.     9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,
     
103.     4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,
     
104.     ///s7
     
105.     4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,
     
106.     13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
     
107.     1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,
     
108.     6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,
     
109.     ///s8
     
110.     13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,
     
111.     1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,
     
112.     7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,
     
113.     2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11,
     
114. };
     
115. const int IP_1[]=///逆初始置换表
     
116. {
     
117.     40,8,48,16,56,24,64,32,
     
118.     39,7,47,15,55,23,63,31,
     
119.     38,6,46,14,54,22,62,30,
     
120.     37,5,45,13,53,21,61,29,
     
121.     36,4,44,12,52,20,60,28,
     
122.     35,3,43,11,51,19,59,27,
     
123.     34,2,42,10,50,18,58,26,
     
124.     33,1,41,9,49,17,57,25,
     
125. };
     
126. //int smbit[]={0,0,0,1,0,1,0,0, 0,1,0,0,1,1,1,0, 1,1,0,1,0,1,0,0, 1,1,1,0,1,1,1,1,0,0,0,1,0,0,0,1, 0,0,1,0,1,1,0,0, 1,1,1,0,0,1,1,0, 0,0,0,0,1,1,1,0};
     
127. void change(char s[],int flag)///转换为二进制,（验证正确）
     
128. {
     
129.     int l=0;
     
130.     for(int i=0; i<8; i++)
     
131.     {
     
132.         int n=s[i],time=0;
     
133.         memset(zhongbit,0,sizeof(zhongbit));
     
134.         while(n!=0)
     
135.         {
     
136.             zhongbit[time++]=n%2;
     
137.             n/=2;
     
138.         }
     
139.         if(flag==1)
     
140.         {
     
141.             for(int j=7; j>=0; j--)
     
142.                 smbit[l++]=zhongbit[j];
     
143.         }
     
144.         else if(flag==2)
     
145.         {
     
146.             for(int j=7; j>=0; j--)
     
147.                 miyaobit[l++]=zhongbit[j];
     
148.         }
     
149.     }
     
150. }
     
151. void fen()///将64bit的minip分为左右两部分(验证正确）
     
152. {
     
153.     for(int i=0; i<32; i++)
     
154.     {
     
155.         Left[i]=mip[i];
     
156.         Right[i]=mip[32+i];
     
157.     }
     
158.     for(int i=0; i<32; i++)
     
159.     {
     
160.         LL[cnt][i]=Left[i];
     
161.         RR[cnt][i]=Right[i];
     
162.     }
     
163.     cnt++;
     
164. }
     
165. void ipzhihuan()///第一次循环使用的ip置换，ip置换(验证正确）
     
166. {
     
167.     for(int i=0; i<64; i++)
     
168.         mip[i]=smbit[IP[i]-1];///下标从0开始
     
169.     fen();
     
170.     memset(smbit,0,sizeof(smbit));
     
171. }
     
172. void EK()///E盒扩展（验证正确）
     
173. {
     
174.     memset(rr,0,sizeof(rr));
     
175.     for(int i=0; i<48; i++)
     
176.         rr[i]=Right[E[i]-1];///下标从0开始
     
177. }
     
178. void SY(int k)///异或及S盒压缩(验证正确）
     
179. {
     
180.     for(int i=0; i<48; i++)
     
181.         rr[i]^=zimi[k][i];
     
182.     int c=0;
     
183.     for(int i=0; i<48; i++)
     
184.     {
     
185.         if((i+1)%6==0)///进入下个s盒
     
186.         {
     
187.             int w=(i+1)/6,h,l;///哪个盒,哪一行那一列
     
188.             h=rr[i-5]*2+rr[i]*1;
     
189.             l=rr[i-4]*8+rr[i-3]*4+rr[i-2]*2+rr[i-1]*1;
     
190.             int ans=S[w-1][h][l];
     
191.             int tt=0;
     
192.             memset(er,0,sizeof(er));
     
193.             while(ans)
     
194.             {
     
195.                 er[tt++]=ans%2;
     
196.                 ans/=2;
     
197.             }
     
198.             for(int j=3; j>=0; j--)
     
199.                 SYa[c++]=er[j];
     
200.         }
     
201.     }
     
202. }
     
203. void PHe()///P盒置换
     
204. {
     
205.     for(int i=0; i<32; i++)
     
206.         Right[i]=Left[i]^SYa[P[i]-1];
     
207.     for(int i=0; i<32; i++)
     
208.         Left[i]=mip[32+i];
     
209.     for(int i=0; i<32; i++)
     
210.     {
     
211.         mip[i]=Left[i];
     
212.         mip[32+i]=Right[i];
     
213.     }
     
214.     fen();///分为左右两部分
     
215. }
     
216. void nizhihuan()///逆初始置换表(验证正确）
     
217. {
     
218.     for(int i=0; i<64; i++)
     
219.         smbit[i]=mip[IP_1[i]-1];
     
220. }
     
221. void PC_1zhi()///置换选择pc1盒及循环移位(验证正确）
     
222. {
     
223.     if(times==0)///只有当是第一次的时候才会进行PC置换盒1
     
224.     {
     
225.         for(int i=0; i<56; i++)
     
226.             miyaopc1[i]=miyaobit[PC_1[i]-1];///下标从0开始
     
227.     }
     
228.     for(int i=0; i<28; i++) ///分为两部分,循环移位
     
229.     {
     
230.         int ans=i+xz[times];
     
231.         if(ans>27)
     
232.             ans-=28;
     
233.         c[i]=miyaopc1[ans];///得到前半部分
     
234.         d[i]=miyaopc1[28+ans];///得到后半部分
     
235.     }
     
236.     for(int i=0; i<28; i++)
     
237.     {
     
238.         miyaopc1[i]=c[i];
     
239.         miyaopc1[28+i]=d[i];
     
240.     }
     
241.     times++;
     
242. }
     
243. void PC_2zhi()///16轮置换，pc2盒得到子密钥（验证正确）
     
244. {
     
245.     for(int k=0; k<16; k++)
     
246.     {
     
247.         PC_1zhi();
     
248.         for(int i=0; i<48; i++)
     
249.             zimi[k][i]=miyaopc1[PC_2[i]-1];///将每一次产生的子密钥存下来
     
250.     }
     
251. }
     
252. void zhuan()///将二进制转换成16进制密文
     
253. {
     
254.     int ans=0,l=0;
     
255.     for(int i=0; i<64; i++)
     
256.     {
     
257.         if((i+1)%4==0)
     
258.         {
     
259.             ans=smbit[i-3]*8+smbit[i-2]*4+smbit[i-1]*2+smbit[i];
     
260.             if(ans>9)
     
261.                 miwen[l++]='A'+ans-10;
     
262.             else
     
263.                 miwen[l++]=ans+'0';
     
264.             ans=0;
     
265.         }
     
266.     }
     
267. }
     
268. void jiami()///加密算法
     
269. {
     
270.     PC_2zhi();///子密钥产生(正确）
     
271.     ipzhihuan();///ip置换（正确）
     
272.     for(int i=0; i<16; i++)
     
273.     {
     
274.         EK();///E盒扩展（正确）
     
275.         SY(i);///S盒压缩（正确）
     
276.         PHe();///p盒置换
     
277.     }
     
278.     for(int i=0; i<32; i++)
     
279.     {
     
280.         mip[32+i]=LL[16][i];
     
281.         mip[i]=RR[16][i];
     
282.     }
     
283.     nizhihuan();
     
284.     zhuan();
     
285. }
     
286. void jiemi()
     
287. {
     
288.     cnt=0;
     
289.     memset(LL,0,sizeof(LL));
     
290.     memset(RR,0,sizeof(RR));
     
291.     ipzhihuan();///ip置换（正确）
     
292.     for(int i=0; i<16; i++)
     
293.     {
     
294.         EK();///E盒扩展（正确）
     
295.         SY(15-i);///S盒压缩（正确）
     
296.         PHe();///p盒置换
     
297.     }
     
298.     for(int i=0; i<32; i++)
     
299.     {
     
300.         mip[32+i]=LL[16][i];
     
301.         mip[i]=RR[16][i];
     
302.     }
     
303.     nizhihuan();
     
304. }
     
305. int main()
     
306. {
     
307.     init();
     
308.     printf("请输入8位明文:");
     
309.     scanf("%s",mingwen);
     
310.     change(mingwen,1);
     
311.     printf("\n请输入8位密钥:");
     
312.     scanf("%s",miyao);
     
313.     change(miyao,2);
     
314.     jiami();
     
315.     printf("加密完成,得到十六进制密文:\n");
     
316.     printf("%s\n",miwen);
     
317.     jiemi();
     
318.     printf("\n解密完成,得到明文:\n\n");
     
319.     for(int i=0;i<64;i++)
     
320.     {
     
321.         if((i+1)%8==0)
     
322.         {
     
323.             int ans=smbit[i-7]*128+smbit[i-6]*64+smbit[i-5]*32+smbit[i-4]*16+smbit[i-3]*8+smbit[i-2]*4+smbit[i-1]*2+smbit[i];
     
324.             printf("%c",ans);
     
325.         }
     
326.     }
     
327.     printf("\n");
     
328.     return 0;
     
329. }

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小1班31号邓子龙