DES是對稱性加密裏面常見一種，全稱爲Data Encryption Standard，即數據加密標準，是一種使用密鑰加密的塊算法。密鑰長度是64位(bit)，超過位數密鑰被忽略。所謂對稱性加密，加密和解密密鑰相同。對稱性加密一般會按照固定長度，把待加密字符串分成塊。不足一整塊或者剛好最後有特殊填充字符。往往跨語言做DES加密解密，經常會出現問題。往往是填充方式不對、或者編碼不一致、或者選擇加密解密模式(ECB,CBC,CTR,OFB,CFB,NCFB,NOFB)沒有對應上造成。常見的填充模式有： ‘pkcs5’,‘pkcs7’,‘iso10126’,‘ansix923’,‘zero’ 類型，包括DES-ECB,DES-CBC,DES-CTR,DES-OFB,DES-CFB。
先看下圖：（左邊是我的，右邊是在線加密工具，地址：http://tool.chacuo.net/cryptdes）
可以看到，紅框部分是一樣的，至於後面的內容不一樣應該是因爲填充方式導致的，可以看到填充是選了PKSC5方式，我還沒寫填充方式部分的代碼。
CBC模式就是在ECB模式上加強進階得來的，所以在代碼裏兩種加密模式都寫好區分開了，可以自由選擇。
先記錄一下，免得到時忘記。
//編譯gcc xx.c -lcrypto
///DES算法加密
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define maxn 512
static int flag=0;
static char mingwen[maxn],miwen[maxn],secret_key[maxn];
//輸入的明文 密文 密鑰
static int plaintext[maxn],secret_keybit[maxn],mibit[maxn],zhongbit[maxn];///明文，密文，密鑰的二進制
static int mip[maxn],rr[maxn],SYa[maxn],er[10];
//mip經過ip初始置換得到
//rr E盒擴展後得到
//SYa s盒壓縮得到
//er s盒的轉換過程中使用
static int Left[maxn],Right[maxn];
static int keypc1[maxn],keypc2[maxn],c[maxn],d[maxn];//c,d密鑰置換得到
static int subkey[16][maxn];//產生的子密鑰
static int LL[17][64],RR[17][64],cnt;
static int xz_flag,xz[]= {1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1}; ///循環左移位,xz_flag用來計算是第幾次移位
void init()///初始化
{
xz_flag=cnt=0;
memset(c,0,sizeof(c));
memset(d,0,sizeof(d));
memset(LL,0,sizeof(LL));
memset(RR,0,sizeof(RR));
memset(mip,0,sizeof(mip));
memset(SYa,0,sizeof(SYa));
memset(subkey,0,sizeof(subkey));
memset(Left,0,sizeof(Left));
memset(Right,0,sizeof(Right));
memset(secret_key,0,sizeof(secret_key));
memset(mingwen,0,sizeof(mingwen));
memset(keypc1,0,sizeof(keypc1));
memset(keypc2,0,sizeof(keypc2));
memset(secret_keybit,0,sizeof(secret_keybit));
}
int IP[]=//ip置換表
{
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,
};
int E[]=//E盒
{
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,
};
int P[]=//p盒置換表
{
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,
};
int PC_1[]=//密鑰置換PC_1盒
{
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,
};
int PC_2[]=//密鑰置換PC_2盒
{
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
};
int S[8][4][16]=//8個s盒
{
//1
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,
//2
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,
//3
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,
//4
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,
//5
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,
//6
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,
//7
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,
//8
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,
};
int IP_1[]=//逆初始置換表
{
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,
};
void change(char s[],int flag)//轉換爲二進制,一字節最大FF，8bit
{
int l=0;
for(int i=0; i<8; i++)
{
int n=s[i],time=0;
memset(zhongbit,0,sizeof(zhongbit));
while(n!=0)
{
zhongbit[time++]=n%2;//倒序，之後要調整順序
n/=2;
}
if(flag==1)//明文
{
for(int j=7; j>=0; j--)//倒序,高地位互換
plaintext[l++]=zhongbit[j];
}
else if(flag==2)//祕鑰
{
for(int j=7; j>=0; j--)
secret_keybit[l++]=zhongbit[j];
}
}
}
void fen()///將64bit的明文minip分爲左右兩部分(驗證正確）
{
for(int i=0; i<32; i++)
{
Left[i]=mip[i];
Right[i]=mip[32+i];
}
for(int i=0; i<32; i++)
{
LL[cnt][i]=Left[i];
RR[cnt][i]=Right[i];
}
cnt++;
}
void ip_permutation()//ip置換
{
for(int i=0; i<64; i++)
mip[i]=plaintext[IP[i]-1];//明文，下標從0開始
fen();
memset(plaintext,0,sizeof(plaintext));
}
void EK()//E盒擴展
{
memset(rr,0,sizeof(rr));
for(int i=0; i<48; i++)
rr[i]=Right[E[i]-1];
}
void SY(int k)//異或及S盒壓縮
{
for(int i=0; i<48; i++)
rr[i]^=subkey[k][i];
int c=0;
for(int i=0; i<48; i++)
{
if((i+1)%6==0)//進入下個s盒
{
int w=(i+1)/6,h,l;//哪個盒,哪一行那一列
h=rr[i-5]*2+rr[i]*1;
l=rr[i-4]*8+rr[i-3]*4+rr[i-2]*2+rr[i-1]*1;
int ans=S[w-1][h][l];
int tt=0;
memset(er,0,sizeof(er));
while(ans)
{
er[tt++]=ans%2;
ans/=2;
}
for(int j=3; j>=0; j--)
SYa[c++]=er[j];
}
}
}
void PHe()//P盒置換
{
for(int i=0; i<32; i++)
Right[i]=Left[i]^SYa[P[i]-1];
for(int i=0; i<32; i++)
Left[i]=mip[32+i];
for(int i=0; i<32; i++)
{
mip[i]=Left[i];
mip[32+i]=Right[i];
}
fen();//分爲左右兩部分
}
void ni_permutation()//逆初始置換表
{
for(int i=0; i<64; i++)
plaintext[i]=mip[IP_1[i]-1];
}
void PC_1zhi()//置換pc1盒及循環移位
{
if(xz_flag==0)//只有當是第一次的時候纔會進行PC置換盒1
{
for(int i=0; i<56; i++)
keypc1[i]=secret_keybit[PC_1[i]-1];//祕鑰，下標從0開始
}
for(int i=0; i<28; i++) //將56位的密鑰分爲兩個28位的組,循環移位
{
int ans=i+xz[xz_flag];//16次循環左移
if(ans>27)
ans-=28;
c[i]=keypc1[ans];///得到前半部分
d[i]=keypc1[28+ans];///得到後半部分
}
for(int i=0; i<28; i++)
{
keypc1[i]=c[i];
keypc1[28+i]=d[i];
}
xz_flag++;
}
void PC_2zhi()//16輪置換，pc2盒得到子密鑰
{
for(int k=0; k<16; k++)//16輪子祕鑰
{
PC_1zhi();
for(int i=0; i<48; i++)
subkey[k][i]=keypc1[PC_2[i]-1];//將產生的子密鑰存下來
}
}
void two2_To_16()//將二進制轉換成16進制密文
{
int ans=0,l=0;
for(int i=0; i<64; i++)
{
if((i+1)%4==0)
{
ans=plaintext[i-3]*8+plaintext[i-2]*4+plaintext[i-1]*2+plaintext[i];//0~15
if(ans>9)
miwen[l++]='a'+ans-10;//ABCDF
else
miwen[l++]=ans+'0';//0~9
ans=0;
}
}
}
void jiami()///加密算法
{
//printf("=======\n");
if(flag==0)
PC_2zhi();///子密鑰產生
//printf("*******\n");
ip_permutation();///ip置換
for(int i=0; i<16; i++)///一樣的方式一共循環15次
{
EK();///E盒擴展
SY(i);///S盒壓縮
PHe();///p盒置換
}
for(int i=0; i<32; i++)
{
mip[32+i]=LL[16][i];
mip[i]=RR[16][i];
}
ni_permutation();//IP逆置換
two2_To_16();
}
void jiemi()
{
cnt=0;
memset(LL,0,sizeof(LL));
memset(RR,0,sizeof(RR));
ip_permutation();//ip置換
for(int i=0; i<16; i++)//一樣的方式一共循環15次
{
EK();//E盒擴展
SY(15-i);//S盒壓縮
PHe();//p盒置換
}
for(int i=0; i<32; i++)
{
mip[32+i]=LL[16][i];
mip[i]=RR[16][i];
}
ni_permutation();
}
int main()
{
printf("模式:\n");
printf("ecb: 1\n");
printf("cbc: 2\n");
printf("請輸入1、 2選擇：\n");
int moshi;
scanf("%d",&moshi);
if(moshi==1) //ecb
{
//char str[maxn];
char key_tmp[maxn]="12345678";
//memset(str,0,sizeof(str));
//////////////
init();
printf("請輸入8位明文:");
scanf("%s",mingwen);
change(mingwen,1);
memcpy(secret_key,key_tmp,8);
//printf("祕鑰：%s\n",secret_key);
change(secret_key,2);
jiami();
printf("加密完成,得到十六進制密文:\n");
printf("%s\n",miwen);
jiemi();
printf("\n解密完成,得到明文:\n\n");
for(int i=0;i<64;i++)
{
if((i+1)%8==0)
{
int ans=plaintext[i-7]*128+plaintext[i-6]*64+plaintext[i-5]*32+plaintext[i-4]*16+plaintext[i-3]*8+plaintext[i-2]*4+plaintext[i-1]*2+plaintext[i];
printf("%c",ans);
}
}
printf("\n");
}
else if(moshi==2) //cbc
{
char iv[9]="12345678";
char key_tmp[maxn]="12345678";
printf("請輸入8位明文:");
scanf("%s",mingwen);
for(int k=0;k<8;k++)
{
//printf("%c-%c\n",mingwen[k],iv[k]);
mingwen[k]^=iv[k];
//printf("明文:%d\n",mingwen[k]);
}
//printf("明文：%s\n",mingwen);
change(mingwen,1);
printf("\n請輸入8位密鑰:");
//scanf("%s",secret_key);
memcpy(secret_key,key_tmp,8);
change(secret_key,2);
jiami();
printf("加密完成,得到十六進制密文:\n");
printf("%s\n",miwen);
}
else
printf("error\n");
return 0;
}
編譯及結果：
