DES加密算法实现报告(四川大学)

for(i=0;i<27;i++)//第一轮数据生成C[0][28]与D[0][28]
{
C[0][i]=C0[i+1];
D[0][i]=D0[i+1];
}
C[0][27]=C0[0];
D[0][27]=D0[0];
for(i=1;i<16;i++)//第二轮数据至第十六轮数据生成
{if(i==1||i==8||i==15)
1.1 DES算法描述
DES体制简化示意图如图1.1所示，整个过程由三个阶段来完成：
设m=m1m2.....m64为64位待加密明文，其中mi∈{0,1},1≤i≤64,
DES先执行初始置换IP来对m进行换位处理：然后通过子密钥k1~k16进行16次乘积变换，即进行16次迭代处理；
最终经过逆初始值换IP-1的处理，得到64位密文：C=c1c2c3.......c64,
第三步：逆初始置换IP-1
这是DES算法的随后一步，将比特串RL16应用初始置换IP的逆初始置换IP-1
处理后就获得密文C，即C = IP-1（R16L16）= C1，C2，C3.....C64。
由于DES解密过程是一个加密过程的逆过程在此就不做过多解释
2．代码函数实现
1、明文与密钥的输入
首先8位ACSII字符的明文与密钥的输入，存放在mingwen[8]和miyao[8]中，然后将这些8位的ASCII字符转换成二进制的64位的明文和密钥，分别存放在mingwenB[64]和miyaoB[64]中,并将二进制的明文和密钥放在文件中
四川大学计算机学院
实验报告
学号：姓名：班级：第试验
课程名称
信息安全课程设计
实验课时
2
实验项目
DES加密算法的实现
实验时间
2013.04.28
实验目的
1.加深对分组密码原理的理解
2.对经典DES加密算法加密过程的理解
实验环境
Windows 8 eclipse
实验内容（算法、程序、步骤和方法）
一试验原理
2)、56位比特串分组，生成C0[28]和D0[28]
for(i=0;i<28;i++) C0[i]=afterpc1[i];
for(j=0,i=28;i<56;i++,j++) D0[j]=afterpc1[i];
3)、C0[28]、D0[28]进行左移，产生C[16][28]和D[16][28],为进行pc-2置换产生密钥做准备。
61 53 45 37 29 21 13 5
63 55 47 39 31 23 15 7
初始置换IP逆初始换位IP- 1
即m’ = m1’m2’m3’.....m64’=m58m50....m7
其中可以叙述为：m中第58位变为m’中第一位，m中的第50位变为m’中第二位.....m中的第7位变为m’中第64位。
{
charB[i][j]=output[k];
k++;
}
for(i=0;i<8;i++)
{
str[i]=0;
if(charB[i][0]==1)
str[i]=str[i]+128;
if(charB[i][1]==1)
str[i]=str[i]+64;
if(charB[i][2]==1)
str[i]=str[i]+32;
for(i=0;i<32;i++)//Li=R(i-1)
L[0][i]=R0[i];
4)、至于R[0][32]的生成，R[0][32]=L0[32]^f(R0,keys[0])。因此，要首先计算出f值。R0[32]经过E变换，由32位扩展为48位，然后与子密钥进行异或，为进入S盒做准备。结果放在afterER0[48]中
temp=temp/2;
}
for(j=3;j>=0;j--)
{
beforep[k]=str1[j];
k++;
}
}
9)、转换为二进制的32位比特串进行P置换，生成新的32位比特串，也就是f的值。存放在P[32]中。
for(i=0;i<32;i++)
p[i]=beforep[p_table[i]-1];
int str[8],i,j,ch,k;
FILE *fp4；fp4=fopen("明文二进制.txt","w");
k=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
ch=mingwen[i];
for(j=0;j<8;j++)
{
str[j]=ch%2;
ch=ch/2;
}
for(j=7;j>=0;j--)
{
mingwenB[k]=str[j];
至此，第一轮的循环已经完成，成功产生了L[0][32]和R[0][32]。
10)、对于剩下的15轮循环，用一个循环语句进行控制，生成余下的15轮中间数据的左部和右部，最后产生L[15][32]和R[15][32]。
11)、得到的最后一轮左部32位比特串和右部32位比特串进行合并，但是，合并的时候，右部32位比特串在前，R[15][32]在前，而L[15][32]在后。结果存放在beforeoutput[64]中
beforeS[i]=1;
6)、要进入S盒的48位比特串要经过8个不同的S盒，因此，将48位比特串分在8个数组中，放在beforeSBox[8][6].
for(k=0,i=0;i<8;i++)
for(j=0;j<6;j++)
{beforeSBox[i][j]=beforeS[k];
k++;
}
7)、进入S盒后，进过8个S盒，每个S盒产生一个十进制的数字，在0~15之间。beforeSBox[i][6]中的6个数字，第0、5位组成了S盒的行号，第1、2、3、4,4位组成了S盒的列号，根据行列选中S盒中的数据作为输出，存放在afterSBox[8]中。
k++;
fprintf(fp4,"%d",str[j]);
}
}
2、密钥的产生
1)、64位miyaoB[64]经过pc-1置换，生成56位的比特串。定义pc1_Table[56],存放在afterpc1[56]中。
for(i=0;i<56;i++) afterpc1[i]=miyaoB[pc1_Table[i]-1];
int hang,lie;
for(i=0;i<8;i++)
{hang=beforeSBox[i][0]*2+beforeSBox[i][5];lie=beforeSBox[i][1]*8+beforeSBox[i][2]*4+beforeSBox[i][3]*2+beforeSBox[i][4];
afterSBox[i]=SBox[i][hang][lie];
{for(j=0;j<27;j++)//左移1位
{
C[i][j]=C[i-1][j+1];
D[i][j]=D[i][0];
D[i][27]=D[i-1][0];
}
else//左移2位
{
for(j=0;j<26;j++)
{
C[i][j]=C[i-1][j+2];
for(i=0;i<48;i++)
afterER0[i]=R0[E_table[i]-1];
5)、E扩展后，与子密钥进行异或，生成进入S盒前的数据。存放在beforeS[48].
for(i=0;i<48;i++)
if(afterER0[i]==keys[0][i])
beforeS[i]=0;
else
{
afterIP[j]=mingwenB[IP_table[j]-1];
}
2)、明文的第0次分组，左部分L0[32],右部分R0[32]。
for(i=0;i<32;i++)
L0[i]=afterIP[i];
for(j=0,i=32;i<64;i++,j++)
R0[j]=afterIP[i];
3)、为产生密文，要进行16轮的循环，每次循环生成一个L[i][32]和R[i][32]，下面进行第一次循环，生成L[0][32]和R[0][32]。
DES的特点是：一个对称密钥体制，加密盒解密使用同一秘钥、同一算法，区别是：加密子密钥顺序：k1,k2,.....k16,解密子密钥顺序k16,k15,...k2,k1。它在具体算法中属于分组乘法密码，使用56位的密钥对64位的明文进行加解密，获取密文为64位。其中密钥总长度实际为64位，另外八位作为奇偶校验位。
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
for(i=0;i<32;i++)//数据合并,R[15][32]在前，L[15][32]在后面
beforeoutput[i]=R[15][i];
for(i=32,j=0;i<64;i++,j++)