深入解析DES加密源码：原理与实现文章

2025-01-16 08:11:55

随着信息技术的飞速发展，数据安全已经成为社会各界关注的焦点。在众多加密算法中，DES（Data Encryption Standard）加密算法因其简单、高效、易于实现而被广泛应用。本文将深入解析DES加密源码，探讨其原理与实现过程。

一、DES加密算法简介

DES加密算法是一种对称密钥加密算法，由IBM公司于1977年提出，并于1977年被美国国家标准局（NIST）采纳为官方加密标准。DES加密算法采用64位明文和56位密钥，通过一系列的替换和置换操作，将明文转换为密文。

二、DES加密算法原理

1.初始化置换（Initial Permutation）

首先，将64位明文进行初始化置换，将明文分成左右两部分，每部分32位。

2.循环置换（16轮置换）

接下来，进行16轮循环置换。在每一轮中，首先将左半部分和右半部分进行异或运算，然后将结果进行置换和压缩。置换操作包括两个步骤：置换和压缩。置换操作将32位数据分为4组，每组8位，然后按照特定的规则进行置换；压缩操作则将32位数据压缩为48位。

3.逆置换（Final Permutation）

经过16轮循环置换后，将左右两部分进行合并，再进行逆置换，得到64位密文。

三、DES加密源码实现

以下是一个简单的DES加密源码实现，仅供参考：

`c

include <stdio.h>

// 初始化置换表 unsigned char IP[64] = { // ...（此处省略初始化置换表） };

// 逆置换表 unsigned char IP_1[64] = { // ...（此处省略逆置换表） };

// 16轮置换表 unsigned char PC_1[56] = { // ...（此处省略16轮置换表） // ...（此处省略16轮置换表） };

// 逆置换表 unsigned char PC_2[56] = { // ...（此处省略逆置换表） // ...（此处省略逆置换表） };

// S盒 unsigned char S[8][4][16] = { // ...（此处省略S盒） // ...（此处省略S盒） };

// 置换函数 void Permute(unsigned char data, unsigned char table, int length) { int i, j; for (i = 0; i < length; i++) { data[i] = table[data[i]]; } }

// 异或运算 void XOR(unsigned char data1, unsigned char data2, int length) { int i; for (i = 0; i < length; i++) { data1[i] ^= data2[i]; } }

// 加密函数 void Encrypt(unsigned char plaintext, unsigned char key, unsigned char *ciphertext) { unsigned char L[32], R[32], K[56], L0[32], R0[32]; int i, j;

// 初始化左右两部分
for (i = 0; i < 32; i++) {
    L[i] = plaintext[i];
    R[i] = plaintext[i + 32];
}
// 初始化密钥
for (i = 0; i < 56; i++) {
    K[i] = key[i];
}
// 16轮置换
for (i = 0; i < 16; i++) {
    Permute(R, PC_1, 56); // 产生子密钥
    Permute(R, S, 32); // S盒置换
    Permute(R, PC_2, 48); // 压缩置换
    XOR(L, R, 32); // 异或运算
    XOR(L, K, 56); // 与子密钥异或
    // 交换左右两部分
    unsigned char temp;
    for (j = 0; j < 32; j++) {
        temp = L[j];
        L[j] = R[j];
        R[j] = temp;
    }
}
// 逆置换
Permute(L, IP_1, 64);
// 合并左右两部分
for (i = 0; i < 32; i++) {
    ciphertext[i] = L[i];
    ciphertext[i + 32] = R[i];
}

}

int main() { // ...（此处省略测试代码） return 0; } `

四、总结