DES原理学习以及C语言实现(二)

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二、初始置换函数IP

以下就是置换表。是一个8*8矩阵。其中数字代表第一个,从一排从左向右数。

即将输入的64位明文的第1位置换到第40位,第2位置换到第8位,第3位置换到第48位。以此类推,最后一位是原来的第7位。

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,

(这里的数据是用户输入的数据的二进制形式)

它的输入是8个字节64位,如果多了就进行分组。每组8个字节。不足8个字节进行补足。补足的方法有很多,但是该算法本身不提供,意思就是该算法是按照8个字节设计的,假设输入就是刚好8个字节,而填充(补足)是实现的人去完成的。

比如PKCS7Padding填充方式为.NET和JAVA的默认填充方式):

对加密数据字节长度对8取余为r,如r大于0,则补8-r个字节,字节为8-r的值;如果r等于0,则补8个字节8。比如:

加密字符串为为AAA,则补位为AAA55555;加密字符串为BBBBBB,则补位为BBBBBB22;加密字符串为CCCCCCCC,则补位为CCCCCCCC88888888。

C语言实现:

1、用户输入要加密的字符,为了方便直接弄8个(多余八个进行分组,不足8个补足)。

2、将输入转化为二进制。

3、将转化后的二进制进行IP置换。

主要有三个函数:转化为二进制、填充、IP

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>//要使用malloc是要包含此头文件
#include <memory.h>//要使用memset是要包含此头文件

int plaintextBinary[64];  //明文二进制
int inputBinary[64]; 
// 正向置换表
int DES_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
};

// 逆向置换表
int DES_NIP[] = 
{
	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
};


//将用户的输入转换位二进制
void *toBinary(char *p)
{
	int temp;  //临时存放
	int a =1;  //二进制时的余数
	int m=0;
	int i,j,k;  //用于循环
	int b[8]={0};  //存放每个字符二进制
	printf("\n");
	for(i =0;i<8;i++)
	{
		temp = p[i];
		for(j=0;j<8;j++)
		{
			a=(int)temp%2;
			temp=temp/2;
			b[j]=a;
		}
		for(j=7;j>=0;j--)
		{
			inputBinary[m++]=b[j];
		}
	}
	printf("该数二进制为:");
	for(j=0;j<64;j++)
	{
		if(j%8==0)
			printf("\n");
		printf("%d",inputBinary[j]);
	}
	printf("\n");
}
//PKCS7Padding  填充方式
//对加密数据字节长度对8取余为r,如r大于0,
//则补8-r个字节,字节为8-r的值;如果r等于0,则补8个字节8。
//比如:
//加密字符串为为AAA,则补位为AAA55555;
//加密字符串为BBBBBB,则补位为BBBBBB22;
//加密字符串为CCCCCCCC,则补位为CCCCCCCC88888888
//在这里为了简单,如果r=0,就不补充
char *Padding(char *p,int m)
{
	int n=8-m;
	int i;
	if(m==8)
		return p;
	else
	{
		for(i=m;i<8;i++)
		{
			p[i]=(char)('0'+n);  
		}
		printf("\n填充过后的:");
		for (i=0;i<8;i++)//数组赋值
		{
			printf("%c",p[i]);
		}
		return p;
	}
}

//置换函数IP
void IP()
{
	int i;
	printf("IP置换后的明文:\n");
	for(i=0;i<64;i++)
	{
		plaintextBinary[i]=inputBinary[DES_IP[i]-1];
	}
	for(i=0;i<64;i++)
	{
		if(i%8==0&&i!=0)
			printf("\n");
		printf("%d",plaintextBinary[i]);

	}
}
int main()
{
	int m;  //为方便  只能输入英文且为8个以内 
	int i;  //用作循环
	char *p;
	
	//用户输入
	printf("你要加密的英文字母个数(8个以内):");
	scanf("%d",&m);//scanf只是遇到回车符的时候结束,并没有把回车符输入,因此输入流中还有一个回车符
	getchar();//把输入流中的回车符读走
	p = (char*)malloc(8*(sizeof(char)));//动态申请内存
	memset(p,0,8);//初始化,每个元素都为零
	for (i=0;i<m; i++)//数组赋值
	{
		scanf("%c",&p[i]);
	}
	for (i=0;i<8;i++)//数组赋值
	{
		printf("%c",p[i]);
	}
	toBinary(Padding(p,m));
	IP();
	free(p);
	return 0;
}

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