des算法及其在vc 60下的实现(上)

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1、DES算法及其在VC++6.0下的实现(上)作者：航天医学工程研究所四室朱彦军摘要：本文介绍了一种国际上通用的加密算法—DES算法的原理，并给出了在VC++6.0语言环境下实现的源代码。最后给出一个示例，以供参考。关键字：DES算法、明文、密文、密钥、VC；本文程序运行效果图如下：正文：当今社会是信息化的社会。为了适应社会对计算机数据安全保密越来越高的要求，美国国家标准局(NBS)于1997年公布了一个由IBM公司研制的一种加密算法，并且确定为非机要部门使用的数据加密标准，简称DES(DataEncrypton

2、Standard)。自公布之日起，DES算法作为国际上商用保密通信和计算机通信的最常用算法，一直活跃在国际保密通信的舞台上，扮演了十分突出的角色。现将DES算法简单介绍一下，并给出实现DES算法的VC源代码。DES算法由加密、解密和子密钥的生成三部分组成。一．加密DES算法处理的数据对象是一组64比特的明文串。设该明文串为m=m1m2…m64(mi=0或1)。明文串经过64比特的密钥K来加密，最后生成长度为64比特的密文E。其加密过程图示如下：DES算法加密过程对DES算法加密过程图示的说明如下：待加密的64比

3、特明文串m，经过IP置换后，得到的比特串的下标列表如下：IP58504234261810260524436282012462544638302214664564840322416857494133251791595143352719113615345372921135635547393123157该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1(子密钥的生成将在后面讲)经过变换f(R0,K1)（f变换将在下面讲）输出32位的比特串f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。运算规则为：f1与L0做不

4、进位的二进制加法运算后的结果赋给R1，R0则原封不动的赋给L1。L1与R0又做与以上完全相同的运算，生成L2，R2……一共经过16次运算。最后生成R16和L16。其中R16为L15与f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果，L16是R15的直接赋值。R16与L16合并成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16与L16合并后成的比特串，经过置换IP-1后所得比特串的下标列表如下：IP-14084816562464323974715552363313864614542262303754

5、5135321612936444125220602835343115119592734242105018582633141949175725经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e.。下面再讲一下变换f(Ri-1,Ki)。它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图所示：对f变换说明如下：输入Ri-1(32比特)经过变换E后，膨胀为48比特。膨胀后的比特串的下标列表如下：E:3212345456789891011121312131415161716171819202120212223242524

6、2526272829282930313231膨胀后的比特串分为8组，每组6比特。各组经过各自的S盒后，又变为4比特(具体过程见后)，合并后又成为32比特。该32比特经过P变换后，其下标列表如下：P:1672021291228171152326518311028241432273919133062211425经过P变换后输出的比特串才是32比特的f(Ri-1,Ki)。下面再讲一下S盒的变换过程。任取一S盒。见图：在其输入b1,b2,b3,b4,b5,b6中，计算出x=b1*2+b6,y=b5+b4*2+b3*4+

7、b2*8，再从Si表中查出x行，y列的值Sxy。将Sxy化为二进制，即得Si盒的输出。（S表如图所示）至此，DES算法加密原理讲完了。在VC++6.0下的程序源代码为：for(i=1;i<=64;i++)m1[i]=m[ip[i-1]];//64位明文串输入，经过IP置换。下面进行迭代。由于各次迭代的方法相同只是输入输出不同，因此只给出其中一次。以第八次为例：//进行第八次迭代。首先进行S盒的运算，输入32位比特串。for(i=1;i<=48;i++)//经过E变换扩充，由32位变为48位RE1[i]=R7[E

8、[i-1]];for(i=1;i<=48;i++)//与K8按位作不进位加法运算RE1[i]=RE1[i]+K8[i];for(i=1;i<=48;i++){if(RE1[i]==2)RE1[i]=0;}for(i=1;i<7;i++)//48位分成8组{s11[i]=RE1[i];s21[i]=RE1[i+6];s31[i]=RE1[i+12];s41[i]=RE1[i+18];s5