des算法实验报告

《计算机安全技术》实验报告

一、实验内容：des加密解密算法实现二、实验环境：1、操作系统：WindowsXP及以上2、编程工具：VisualC++6.0三、实验原理：DES算法为密码体制中的对称密码体制，又被成为美国数据加密标准，是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制加密算法。明文按64位进行分组,密钥长64位，密钥事实上是56位参与DES运算（第8、16、24、32、40、48、56、64位是校验位，使得每个密钥都有奇数个1）分组后的明文组和56位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。基本原理：其入口参数有三个:key、data、mode。key为加密解密使用的密钥，data为加密解密的数据，mode为其工作模式。当模式为加密模式时，明文按照64位进行分组，形成明文组，key用于对数据加密，当模式为解密模式时，key用于对数据解密。实际运用中，密钥只用到了64位中的56位，这样才具有高的安全性。算法特点：分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。四、算法流程设计：1、DES算法整体结构：2、16轮迭代：3、子密钥产生：4、f函数：五、算法实现：1、部分函数定义：staticvoidF_func(boolIn[],constboolKi[]);//F函数staticvoidS_func(boolOut[],constboolIn[]);//S盒代替staticvoidTransform(bool*Out,bool*In,constchar*Table,intlen);//变换staticvoidXor(bool*InA,constbool*InB,intlen);//异或staticvoidRotateL(bool*In,intlen,intloop);//循环左移staticvoidByteToBit(bool*Out,constchar*In,intbits);//字节组转换成位组staticvoidBitToByte(char*Out,constbool*In,intbits);//位组转换成字节组staticvoidBitToHex(char*Out,constbool*In,intbits);//将二进制转换为十六进制2、主要功能模块：voidDes_SetKey(constcharKey[]){//生成子密钥staticboolK[64],*KL=&K[0],*KR=&K[28];ByteToBit(K,Key,64);for(inti=0;i<16;i++) {RotateL(KL,28,LOOP_Table[i]);//循环左移RotateL(KR,28,LOOP_Table[i]);Transform(SubKey[i],K,PC2_Table,48);//PC2变换}}voidDes_Run(charOut1[],charOut2[],charIn[],boolType){//des加密解密过程staticboolM[64],Tmp[32],*Li=&M[0],*Ri=&M[32];ByteToBit(M,In,64);Transform(M,M,IP_Table,64);//IP置换if(Type==ENCRYPT){//加密for(inti=0;i<16;i++){memcpy(Tmp,Ri,32);F_func(Ri,SubKey[i]);//F函数Xor(Ri,Li,32);//异或memcpy(Li,Tmp,32);}}else{//解密for(inti=15;i>=0;i--){memcpy(Tmp,Li,32);F_func(Li,SubKey[i]);//F函数Xor(Li,Ri,32);//异或memcpy(Ri,Tmp,32);} }Transform(M,M,IPR_Table,64);//IP-1置换BitToByte(Out1,M,64);//Out1为字符形式密文 BitToHex(Out2,M,64);//Out2为十六进制数形式密文}voidF_func(boolIn[],constboolKi[]){//F函数staticboolMR[48];Transform(MR,In,E_Table,48);//E扩展Xor(MR,Ki,48);//异或密钥S_func(In,MR);//S盒代换Transform(In,In,P_Table,32);//P置换}3、调试中遇到的问题及解决办法问题：通过BitToByte()函数转换只能看到字符形式的密文，为乱码。解决办法：增加一个二进制和十六进制之间的转换函数BitToHex()，即可输出十六进制数形式的密文。六、实验结果