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#pragma execution_character_set("utf-8")
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//DES算法相应描述：
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/*
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如何实现DES算法
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原文：Matthew Fischer
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DES( Data Encryption Standard)算法，于1977年得到美国政府的正式许可，是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。DES算法以被应用于许多需要安全加密的场合。（如：UNIX的密码算法就是以DES算法为基础的）。下面是关于如何实现DES算法的语言性描述，如果您要其源代码，可以到Http//Assassin.yeah.net下载，后者您有任何问题也可以写信给我（Assassin@ynmail.com）。
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1-1、变换密钥
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取得64位的密钥，每个第8位作为奇偶校验位。
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1-2、变换密钥。
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1-2-1、舍弃64位密钥中的奇偶校验位，根据下表（PC-1）进行密钥变换得到56位的密钥，在变换中，奇偶校验位以被舍弃。
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Permuted Choice 1 (PC-1)
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57 49 41 33 25 17 9
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1 58 50 42 34 26 18
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10 2 59 51 43 35 27
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19 11 3 60 52 44 36
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63 55 47 39 31 23 15
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7 62 54 46 38 30 22
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14 6 61 53 45 37 29
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21 13 5 28 20 12 4
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1-2-2、将变换后的密钥分为两个部分，开始的28位称为C[0]，最后的28位称为D[0]。
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1-2-3、生成16个子密钥，初始I=1。
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1-2-3-1、同时将C[I]、D[I]左移1位或2位，根据I值决定左移的位数。见下表
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I： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
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左移位数： 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
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1-2-3-2、将C[I]D[I]作为一个整体按下表（PC-2）变换，得到48位的K[I]
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Permuted Choice 2 (PC-2)
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14 17 11 24 1 5
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3 28 15 6 21 10
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23 19 12 4 26 8
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16 7 27 20 13 2
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41 52 31 37 47 55
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30 40 51 45 33 48
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44 49 39 56 34 53
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46 42 50 36 29 32
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1-2-3-3、从1-2-3-1处循环执行，直到K[16]被计算完成。
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2、处理64位的数据
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2-1、取得64位的数据，如果数据长度不足64位，应该将其扩展为64位（例如补零）
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2-2、将64位数据按下表变换（IP）
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Initial Permutation (IP)
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58 50 42 34 26 18 10 2
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60 52 44 36 28 20 12 4
|
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62 54 46 38 30 22 14 6
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64 56 48 40 32 24 16 8
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57 49 41 33 25 17 9 1
|
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59 51 43 35 27 19 11 3
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61 53 45 37 29 21 13 5
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63 55 47 39 31 23 15 7
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2-3、将变换后的数据分为两部分，开始的32位称为L[0]，最后的32位称为R[0]。
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2-4、用16个子密钥加密数据，初始I=1。
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2-4-1、将32位的R[I-1]按下表（E）扩展为48位的E[I-1]
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Expansion (E)
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32 1 2 3 4 5
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4 5 6 7 8 9
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8 9 10 11 12 13
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12 13 14 15 16 17
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16 17 18 19 20 21
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20 21 22 23 24 25
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24 25 26 27 28 29
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28 29 30 31 32 1
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2-4-2、异或E[I-1]和K[I]，即E[I-1] XOR K[I]
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2-4-3、将异或后的结果分为8个6位长的部分，第1位到第6位称为B[1]，第7位到第12位称为B[2]，依此类推，第43位到第48位称为B[8]。
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2-4-4、按S表变换所有的B[J]，初始J=1。所有在S表的值都被当作4位长度处理。
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2-4-4-1、将B[J]的第1位和第6位组合为一个2位长度的变量M，M作为在S[J]中的行号。
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2-4-4-2、将B[J]的第2位到第5位组合，作为一个4位长度的变量N，N作为在S[J]中的列号。
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2-4-4-3、用S[J][M][N]来取代B[J]。
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Substitution Box 1 (S[1])
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14 4 13 1 2 15 11 8 3 10 6 12 5 9 0 7
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0 15 7 4 14 2 13 1 10 6 12 11 9 5 3 8
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|
4 1 14 8 13 6 2 11 15 12 9 7 3 10 5 0
|
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15 12 8 2 4 9 1 7 5 11 3 14 10 0 6 13
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S[2]
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15 1 8 14 6 11 3 4 9 7 2 13 12 0 5 10
|
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3 13 4 7 15 2 8 14 12 0 1 10 6 9 11 5
|
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|
0 14 7 11 10 4 13 1 5 8 12 6 9 3 2 15
|
|
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13 8 10 1 3 15 4 2 11 6 7 12 0 5 14 9
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S[3]
|
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|
10 0 9 14 6 3 15 5 1 13 12 7 11 4 2 8
|
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|
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
|
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|
S[4]
|
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|
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
|
|
|
S[5]
|
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|
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
|
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S[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
|
|
|
S[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
|
|
|
S[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
|
|
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|
2-4-4-4、从2-4-4-1处循环执行，直到B[8]被替代完成。
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2-4-4-5、将B[1]到B[8]组合，按下表（P）变换，得到P。
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|
Permutation P
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16 7 20 21
|
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|
29 12 28 17
|
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|
1 15 23 26
|
|
|
5 18 31 10
|
|
|
2 8 24 14
|
|
|
32 27 3 9
|
|
|
19 13 30 6
|
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|
22 11 4 25
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2-4-6、异或P和L[I-1]结果放在R[I]，即R[I]=P XOR L[I-1]。
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2-4-7、L[I]=R[I-1]
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2-4-8、从2-4-1处开始循环执行，直到K[16]被变换完成。
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2-4-5、组合变换后的R[16]L[16]（注意：R作为开始的32位），按下表（IP-1）变换得到最后的结果。
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|
Final Permutation (IP**-1)
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40 8 48 16 56 24 64 32
|
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|
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
|
|
|
*/
|
|
|
|
|
|
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|
|
#ifndef _ALGORITHM_DES_H
|
|
|
#define _ALGORITHM_DES_H
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#include <string>
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|
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|
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|
|
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|
|
//加密解密
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|
typedef enum
|
|
|
{
|
|
|
DT_ENCRYPT = 0, //加密
|
|
|
DT_DECRYPT //解密
|
|
|
}DES_TYPE;
|
|
|
|
|
|
//DES算法的模式
|
|
|
typedef enum
|
|
|
{
|
|
|
DM_ECB = 0, //ECB模式
|
|
|
DM_CBC //CBC模式
|
|
|
}DES_MODE;
|
|
|
|
|
|
//Pad填充的模式
|
|
|
typedef enum
|
|
|
{
|
|
|
PT_ISO_1 = 0, //ISO_1填充：数据长度不足8比特的倍数，以0x00补足，如果为8比特的倍数，补8个0x00
|
|
|
PT_ISO_2, //ISO_2填充：数据长度不足8比特的倍数，以0x80,0x00..补足，如果为8比特的倍数，补0x80,0x00..0x00
|
|
|
PT_PKCS_7 //PKCS7填充：数据长度除8余数为n,以(8-n)补足为8的倍数
|
|
|
}PAD_TYPE;
|
|
|
|
|
|
|
|
|
class DES
|
|
|
{
|
|
|
public:
|
|
|
//DES();
|
|
|
DES(DES_MODE mode = DM_CBC, PAD_TYPE pad_type = PT_ISO_1);
|
|
|
virtual ~DES();
|
|
|
|
|
|
typedef bool (*PSubKey)[16][48];
|
|
|
|
|
|
bool Encrypt(char *in, unsigned int inLen, const char *key, unsigned char keyLen, char *out);
|
|
|
bool Decrypt(char *in, unsigned int inLen, const char *key, unsigned char keyLen, char *out);
|
|
|
|
|
|
/*******************************************************************
|
|
|
函 数 名 称: RunPad
|
|
|
功 能 描 述： 根据协议对加密前的数据进行填充
|
|
|
参 数 说 明： bType :类型：PAD类型
|
|
|
In :数据串指针
|
|
|
Out :填充输出串指针
|
|
|
datalen :数据的长度
|
|
|
padlen :(in,out)输出buffer的长度，填充后的长度
|
|
|
|
|
|
返回值 说明： bool :是否填充成功
|
|
|
*******************************************************************/
|
|
|
bool RunPad(const char* in,unsigned int inLen,char* out,unsigned int &padlen);
|
|
|
bool RunPad(std::string &in);
|
|
|
|
|
|
/*******************************************************************
|
|
|
函 数 名 称: RunDes
|
|
|
功 能 描 述： 执行DES算法对文本加解密
|
|
|
参 数 说 明： bType :类型：加密ENCRYPT，解密DECRYPT
|
|
|
bMode :模式：ECB,CBC
|
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|
In :待加密串指针
|
|
|
Out :待输出串指针
|
|
|
datalen :待加密串的长度，同时Out的缓冲区大小应大于或者等于datalen
|
|
|
Key :密钥(可为8位,16位,24位)支持3密钥
|
|
|
keylen :密钥长度，多出24位部分将被自动裁减
|
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|
|
|
|
返回值 说明： bool :是否加密成功
|
|
|
*******************************************************************/
|
|
|
bool RunDes(DES_TYPE desType, const char* in,unsigned int inLen, const char* key,const unsigned char keyLen, char* out);
|
|
|
|
|
|
private:
|
|
|
//计算并填充子密钥到SubKey数据中
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|
|
void SetSubKey(PSubKey pSubKey, const char Key[8]);
|
|
|
|
|
|
//DES单元运算
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|
|
void Des(char Out[8], const char In[8], const PSubKey pSubKey, DES_TYPE desType);
|
|
|
|
|
|
private:
|
|
|
DES_MODE m_mode;
|
|
|
PAD_TYPE m_pad_type;
|
|
|
};
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/*
|
|
|
std::string des_encrypt(std::string in, std::string key);
|
|
|
std::string des_decrypt(std::string in, std::string key);
|
|
|
*/
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
#endif
|
|
|
|
|
|
|