欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

四种加密算法之DES源代码-C++

2018-12-06 16:09 作者:校招VIP  | 我要投稿

  1. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  

  2. /* 

  3.     Provided by 朱孟斌, National University Of Technology 

  4.     Email: zmb.tsubasa@gmail.com 

  5.     This product is free for use. 

  6. */  

  7. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  

  8. #ifndef Des_H  

  9. #define Des_H  

  10.   

  11. //! enum    bool{false,true};   

  12. /*!   

  13. if bool is not supported,use this or just replace with char and use 1 for true,0 for false; 

  14. @see enum    {ENCRYPT,DECRYPT}; 

  15. */  

  16. enum    {ENCRYPT,DECRYPT};  

  17. /*@brief  16圈子密钥*/  

  18. static bool SubKey[2][16][48];// 16圈子密钥  

  19. /*@brief 3次DES标志*/  

  20. static bool Is3DES;// 3次DES标志  

  21. static char Tmp[256];  

  22. static char deskey[16];  

  23. typedef bool    (*PSubKey)[16][48];  

  24.   

  25. class _declspec(dllexport) Des  

  26. {  

  27. public:  

  28.     Des();  

  29.     ~Des();  

  30.     //! Type—ENCRYPT:加密,DECRYPT:解密  

  31.     /*!  

  32.     输出缓冲区(Out)的长度 >= ((datalen+7)/8)*8,即比datalen大的且是8的倍数的最小正整数 

  33.     In 可以= Out,此时加/解密后将覆盖输入缓冲区(In)的内容 

  34.     当keylen>8时系统自动使用3次DES加/解密,否则使用标准DES加/解密.超过16字节后只取前16字节 

  35.     @see bool Des_Go(char *Out,char *In,long datalen,const char *Key,int keylen,bool Type = ENCRYPT); 

  36.     */  

  37.   

  38.     bool Des_Go(char *Out,char *In,long datalen,const char *Key,int keylen,bool Type = ENCRYPT);  

  39.   

  40. private:  

  41.     /*! @brief 标准DES加/解密 

  42.     @see static void DES(char Out[8], char In[8], const PSubKey pSubKey, bool Type); 

  43.     */  

  44.     static void DES(char Out[8], char In[8], const PSubKey pSubKey, bool Type);//标准DES加/解密  

  45.     /*! @brief 设置密钥 

  46.     @see static void SetKey(const char* Key, int len); 

  47.     */  

  48.     static void SetKey(const char* Key, int len);// 设置密钥  

  49.     /*! @brief 设置子密钥 

  50.     @see static void SetSubKey(PSubKey pSubKey, const char Key[8]); 

  51.     */  

  52.     static void SetSubKey(PSubKey pSubKey, const char Key[8]);// 设置子密钥  

  53.     /*! @brief f 函数 

  54.     @see static void F_func(bool In[32], const bool Ki[48]); 

  55.     */  

  56.     static void F_func(bool In[32], const bool Ki[48]);// f 函数  

  57.     /*! @brief S 盒代替 

  58.     @see static void S_func(bool Out[32], const bool In[48]); 

  59.     */  

  60.     static void S_func(bool Out[32], const bool In[48]);// S 盒代替  

  61.     /*! @brief 变换 

  62.     @see static void Transform(bool *Out, bool *In, const char *Table, int len); 

  63.     */  

  64.     static void Transform(bool *Out, bool *In, const char *Table, int len);// 变换  

  65.     /*! @brief 异或 

  66.     @see static void Xor(bool *InA, const bool *InB, int len); 

  67.     */  

  68.     static void Xor(bool *InA, const bool *InB, int len);// 异或  

  69.     /*! @brief 循环左移 

  70.     @see static void RotateL(bool *In, int len, int loop); 

  71.     */  

  72.     static void RotateL(bool *In, int len, int loop);// 循环左移  

  73.     /*! @brief 字节组转换成位组 

  74.     @see static void ByteToBit(bool *Out, const char *In, int bits); 

  75.     */  

  76.     static void ByteToBit(bool *Out, const char *In, int bits);// 字节组转换成位组  

  77.     /*! @brief 位组转换成字节组 

  78.     @see static void BitToByte(char *Out, const bool *In, int bits); 

  79.     */  

  80.     static void BitToByte(char *Out, const bool *In, int bits);// 位组转换成字节组  

  81.   

  82. };  

  83. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  

  84. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  

  85. #endif  


DES.cpp文件：

  1. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  

  2. /* 

  3.     Provided by 朱孟斌, National University Of Technology 

  4.     Email: zmb.tsubasa@gmail.com 

  5.     This product is free for use. 

  6. */  

  7. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  

  8.   

  9. #include "memory.h"  

  10. #include "Des.h"  

  11.   

  12. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  

  13.   

  14. // initial permutation IP  

  15. const static char IP_Table[64] = {  

  16.     58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 2, 60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 4,  

  17.     62, 54, 46, 38, 30, 22, 14, 6, 64, 56, 48, 40, 32, 24, 16, 8,  

  18.     57, 49, 41, 33, 25, 17,  9, 1, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 3,  

  19.     61, 53, 45, 37, 29, 21, 13, 5, 63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7  

  20. };  

  21. // final permutation IP^-1   

  22. const static char IPR_Table[64] = {  

  23.     40, 8, 48, 16, 56, 24, 64, 32, 39, 7, 47, 15, 55, 23, 63, 31,  

  24.     38, 6, 46, 14, 54, 22, 62, 30, 37, 5, 45, 13, 53, 21, 61, 29,  

  25.     36, 4, 44, 12, 52, 20, 60, 28, 35, 3, 43, 11, 51, 19, 59, 27,  

  26.     34, 2, 42, 10, 50, 18, 58, 26, 33, 1, 41,  9, 49, 17, 57, 25  

  27. };  

  28. // expansion operation matrix  

  29. static const char E_Table[48] = {  

  30.     32,  1,  2,  3,  4,  5,  4,  5,  6,  7,  8,  9,  

  31.      8,  9, 10, 11, 12, 13, 12, 13, 14, 15, 16, 17,  

  32.     16, 17, 18, 19, 20, 21, 20, 21, 22, 23, 24, 25,  

  33.     24, 25, 26, 27, 28, 29, 28, 29, 30, 31, 32,  1  

  34. };  

  35. // 32-bit permutation function P used on the output of the S-boxes   

  36. const static char P_Table[32] = {  

  37.     16, 7, 20, 21, 29, 12, 28, 17, 1,  15, 23, 26, 5,  18, 31, 10,  

  38.     2,  8, 24, 14, 32, 27, 3,  9,  19, 13, 30, 6,  22, 11, 4,  25  

  39. };  

  40. // permuted choice table (key)   

  41. const static char PC1_Table[56] = {  

  42.     57, 49, 41, 33, 25, 17,  9,  1, 58, 50, 42, 34, 26, 18,  

  43.     10,  2, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11,  3, 60, 52, 44, 36,  

  44.     63, 55, 47, 39, 31, 23, 15,  7, 62, 54, 46, 38, 30, 22,  

  45.     14,  6, 61, 53, 45, 37, 29, 21, 13,  5, 28, 20, 12,  4  

  46. };  

  47. // permuted choice key (table)   

  48. const static char PC2_Table[48] = {  

  49.     14, 17, 11, 24,  1,  5,  3, 28, 15,  6, 21, 10,  

  50.     23, 19, 12,  4, 26,  8, 16,  7, 27, 20, 13,  2,  

  51.     41, 52, 31, 37, 47, 55, 30, 40, 51, 45, 33, 48,  

  52.     44, 49, 39, 56, 34, 53, 46, 42, 50, 36, 29, 32  

  53. };  

  54. // number left rotations of pc1   

  55. const static char LOOP_Table[16] = {  

  56.     1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1  

  57. };  

  58. // The (in)famous S-boxes   

  59. const static char S_Box[8][4][16] = {  

  60.     // S1   

  61.     14,  4, 13,  1,  2, 15, 11,  8,  3, 10,  6, 12,  5,  9,  0,  7,  

  62.      0, 15,  7,  4, 14,  2, 13,  1, 10,  6, 12, 11,  9,  5,  3,  8,  

  63.      4,  1, 14,  8, 13,  6,  2, 11, 15, 12,  9,  7,  3, 10,  5,  0,  

  64.     15, 12,  8,  2,  4,  9,  1,  7,  5, 11,  3, 14, 10,  0,  6, 13,  

  65.     // S2   

  66.     15,  1,  8, 14,  6, 11,  3,  4,  9,  7,  2, 13, 12,  0,  5, 10,  

  67.      3, 13,  4,  7, 15,  2,  8, 14, 12,  0,  1, 10,  6,  9, 11,  5,  

  68.      0, 14,  7, 11, 10,  4, 13,  1,  5,  8, 12,  6,  9,  3,  2, 15,  

  69.     13,  8, 10,  1,  3, 15,  4,  2, 11,  6,  7, 12,  0,  5, 14,  9,  

  70.     // S3   

  71.     10,  0,  9, 14,  6,  3, 15,  5,  1, 13, 12,  7, 11,  4,  2,  8,  

  72.     13,  7,  0,  9,  3,  4,  6, 10,  2,  8,  5, 14, 12, 11, 15,  1,  

  73.     13,  6,  4,  9,  8, 15,  3,  0, 11,  1,  2, 12,  5, 10, 14,  7,  

  74.      1, 10, 13,  0,  6,  9,  8,  7,  4, 15, 14,  3, 11,  5,  2, 12,  

  75.     // S4   

  76.      7, 13, 14,  3,  0,  6,  9, 10,  1,  2,  8,  5, 11, 12,  4, 15,  

  77.     13,  8, 11,  5,  6, 15,  0,  3,  4,  7,  2, 12,  1, 10, 14,  9,  

  78.     10,  6,  9,  0, 12, 11,  7, 13, 15,  1,  3, 14,  5,  2,  8,  4,  

  79.      3, 15,  0,  6, 10,  1, 13,  8,  9,  4,  5, 11, 12,  7,  2, 14,  

  80.     // S5   

  81.      2, 12,  4,  1,  7, 10, 11,  6,  8,  5,  3, 15, 13,  0, 14,  9,  

  82.     14, 11,  2, 12,  4,  7, 13,  1,  5,  0, 15, 10,  3,  9,  8,  6,  

  83.      4,  2,  1, 11, 10, 13,  7,  8, 15,  9, 12,  5,  6,  3,  0, 14,  

  84.     11,  8, 12,  7,  1, 14,  2, 13,  6, 15,  0,  9, 10,  4,  5,  3,  

  85.     // S6   

  86.     12,  1, 10, 15,  9,  2,  6,  8,  0, 13,  3,  4, 14,  7,  5, 11,  

  87.     10, 15,  4,  2,  7, 12,  9,  5,  6,  1, 13, 14,  0, 11,  3,  8,  

  88.      9, 14, 15,  5,  2,  8, 12,  3,  7,  0,  4, 10,  1, 13, 11,  6,  

  89.      4,  3,  2, 12,  9,  5, 15, 10, 11, 14,  1,  7,  6,  0,  8, 13,  

  90.     // S7   

  91.      4, 11,  2, 14, 15,  0,  8, 13,  3, 12,  9,  7,  5, 10,  6,  1,  

  92.     13,  0, 11,  7,  4,  9,  1, 10, 14,  3,  5, 12,  2, 15,  8,  6,  

  93.      1,  4, 11, 13, 12,  3,  7, 14, 10, 15,  6,  8,  0,  5,  9,  2,  

  94.      6, 11, 13,  8,  1,  4, 10,  7,  9,  5,  0, 15, 14,  2,  3, 12,  

  95.     // S8   

  96.     13,  2,  8,  4,  6, 15, 11,  1, 10,  9,  3, 14,  5,  0, 12,  7,  

  97.      1, 15, 13,  8, 10,  3,  7,  4, 12,  5,  6, 11,  0, 14,  9,  2,  

  98.      7, 11,  4,  1,  9, 12, 14,  2,  0,  6, 10, 13, 15,  3,  5,  8,  

  99.      2,  1, 14,  7,  4, 10,  8, 13, 15, 12,  9,  0,  3,  5,  6, 11  

  100. };  

  101.   

  102. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  

  103. // Code starts:  

  104. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  

  105. Des::Des()  

  106. {  

  107.   

  108. }  

  109. Des::~Des()  

  110. {  

  111.   

  112. }  

  113. bool Des::Des_Go(char *Out, char *In, long datalen, const char *Key, int keylen, bool Type)  

  114. {  

  115.     if( !( Out && In && Key && (datalen=(datalen+7)&0xfffffff8) ) )   

  116.         return false;  

  117.     SetKey(Key, keylen);  

  118.     if( !Is3DES ) {   // 1次DES  

  119.         for(long i=0,j=datalen>>3; i<j; ++i,Out+=8,In+=8)  

  120.             DES(Out, In, &SubKey[0], Type);  

  121.     } else{   // 3次DES 加密:加(key0)-解(key1)-加(key0) 解密::解(key0)-加(key1)-解(key0)  

  122.         for(long i=0,j=datalen>>3; i<j; ++i,Out+=8,In+=8) {  

  123.             DES(Out, In,  &SubKey[0], Type);  

  124.             DES(Out, Out, &SubKey[1], !Type);  

  125.             DES(Out, Out, &SubKey[0], Type);  

  126.         }  

  127.     }  

  128.     return true;  

  129. }  

  130. void Des::SetKey(const char* Key, int len)  

  131. {  

  132.     memset(deskey, 0, 16);  

  133.     memcpy(deskey, Key, len>16?16:len);  

  134.     SetSubKey(&SubKey[0], &deskey[0]);  

  135.     Is3DES = len>8 ? (SetSubKey(&SubKey[1], &deskey[8]), true) : false;  

  136. }  

  137. void Des::DES(char Out[8], char In[8], const PSubKey pSubKey, bool Type)  

  138. {  

  139.     static bool M[64], tmp[32], *Li=&M[0], *Ri=&M[32];  

  140.     ByteToBit(M, In, 64);  

  141.     Transform(M, M, IP_Table, 64);  

  142.     if( Type == ENCRYPT ){  

  143.         for(int i=0; i<16; ++i) {  

  144.             memcpy(tmp, Ri, 32);  

  145.             F_func(Ri, (*pSubKey)[i]);  

  146.             Xor(Ri, Li, 32);  

  147.             memcpy(Li, tmp, 32);  

  148.         }  

  149.     }else{  

  150.         for(int i=15; i>=0; --i) {  

  151.             memcpy(tmp, Li, 32);  

  152.             F_func(Li, (*pSubKey)[i]);  

  153.             Xor(Li, Ri, 32);  

  154.             memcpy(Ri, tmp, 32);  

  155.         }  

  156.     }  

  157.     Transform(M, M, IPR_Table, 64);  

  158.     BitToByte(Out, M, 64);  

  159. }  

  160. void Des::SetSubKey(PSubKey pSubKey, const char Key[8])  

  161. {  

  162.     static bool K[64], *KL=&K[0], *KR=&K[28];  

  163.     ByteToBit(K, Key, 64);  

  164.     Transform(K, K, PC1_Table, 56);  

  165.     for(int i=0; i<16; ++i) {  

  166.         RotateL(KL, 28, LOOP_Table[i]);  

  167.         RotateL(KR, 28, LOOP_Table[i]);  

  168.         Transform((*pSubKey)[i], K, PC2_Table, 48);  

  169.     }  

  170. }  

  171. void Des::F_func(bool In[32], const bool Ki[48])  

  172. {  

  173.     static bool MR[48];  

  174.     Transform(MR, In, E_Table, 48);  

  175.     Xor(MR, Ki, 48);  

  176.     S_func(In, MR);  

  177.     Transform(In, In, P_Table, 32);  

  178. }  

  179. void Des::S_func(bool Out[32], const bool In[48])  

  180. {  

  181.     for(char i=0,j,k; i<8; ++i,In+=6,Out+=4) {  

  182.         j = (In[0]<<1) + In[5];  

  183.         k = (In[1]<<3) + (In[2]<<2) + (In[3]<<1) + In[4];  

  184.         ByteToBit(Out, &S_Box[i][j][k], 4);  

  185.     }  

  186. }  

  187. void Des::Transform(bool *Out, bool *In, const char *Table, int len)  

  188. {  

  189.     for(int i=0; i<len; ++i)  

  190.         Tmp[i] = In[ Table[i]-1 ];  

  191.     memcpy(Out, Tmp, len);  

  192. }  

  193. void Des::Xor(bool *InA, const bool *InB, int len)  

  194. {  

  195.     for(int i=0; i<len; ++i)  

  196.         InA[i] ^= InB[i];  

  197. }  

  198. void Des::RotateL(bool *In, int len, int loop)  

  199. {  

  200.     memcpy(Tmp, In, loop);  

  201.     memcpy(In, In+loop, len-loop);  

  202.     memcpy(In+len-loop, Tmp, loop);  

  203. }  

  204. void Des::ByteToBit(bool *Out, const char *In, int bits)  

  205. {  

  206.     for(int i=0; i<bits; ++i)  

  207.         Out[i] = (In[i>>3]>>(i&7)) & 1;  

  208. }  

  209. void Des::BitToByte(char *Out, const bool *In, int bits)  

  210. {  

  211.     memset(Out, 0, bits>>3);  

  212.     for(int i=0; i<bits; ++i)  

  213.         Out[i>>3] |= In[i]<<(i&7);  

  214. }  

  215. //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  

  216. // Code ends.  

  217. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 




标签：

四种加密算法之DES源代码-C++的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律