DES算法代码
https://blog.csdn.net/bengold1979/article/details/2208930
这是之前的一篇文章，今天才发现之前没有把内容放进来。真是晕头了。幸好看了看评论，有人指出来了。实在是不好意思。现在把代码补上来；声明，不是我自己完全原创的。也是从网上找到一个别人的东西，然后改造了一下。
#ifndef CDES_H_CAESAR__DEF
#define CDES_H_CAESAR__DEF
/*! /Brief CDES类说明
*
* 该类是DES和3DES算法类
*/
class CDES
{
public:
CDES();
virtual ~CDES();
//加密解密
enum
{
ENCRYPT = 0, //! 加密
DECRYPT, //! 解密
};
//DES算法的模式
enum
{
ECB = 0, //! ECB模式
CBC //! CBC模式
};
typedef bool (*PSubKey)[16][48];
//Pad填充的模式
enum
{
PAD_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
PAD_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
PAD_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
};
/* /Brief 补足8位数据
*
* Description： 根据协议对加密前的数据进行填充
* @param nType :类型：PAD类型
* @param In :数据串指针
* @param Out :填充输出串指针
* @param datalen :数据的长度
* @param padlen :(in,out)输出buffer的长度，填充后的长度
* @return true--成功；false--失败；
*/
static bool RunPad(int nType,const unsigned char* In,
unsigned datalen,unsigned char* Out,unsigned& padlen);
/* /Brief 执行DES算法对文本加解密
*
* Description ：执行DES算法对文本加解密
* @param bType : 类型：加密ENCRYPT，解密DECRYPT
* @param bMode : 模式：ECB,CBC
* @param In :待加密串指针
* @param Out :待输出串指针
* @param 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
* @param Key :密钥(可为8位,16位,24位)支持3密钥
* @param keylen : 密钥长度，多出24位部分将被自动裁减
* @return true--成功；false--失败；
*/
static bool RunDes(bool bType,bool bMode,const unsigned char* In,
unsigned char* Out,unsigned datalen,const unsigned char* Key,unsigned keylen);
protected:
//计算并填充子密钥到SubKey数据中
static void SetSubKey(PSubKey pSubKey, const unsigned char Key[8]);
//DES单元运算
static void DES(unsigned char Out[8], const unsigned char In[8],
const PSubKey pSubKey, bool Type);
};
#endif//CDES_H_CAESAR__DEF实现代码如下：
// DES.cpp: implementation of the CDES class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include "DES.h"
#include "memory.h"
#include <iostream>
using namespace std;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// initial permutation IP
const char IP_Table[64] = {
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
};
// final permutation IP^-1
const char IPR_Table[64] = {
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
};
// expansion operation matrix
const char E_Table[48] = {
32, 1, 2, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
8, 9, 10, 11, 12, 13, 12, 13, 14, 15, 16, 17,
16, 17, 18, 19, 20, 21, 20, 21, 22, 23, 24, 25,
24, 25, 26, 27, 28, 29, 28, 29, 30, 31, 32, 1
};
// 32-bit permutation function P used on the output of the S-boxes
const char P_Table[32] = {
16, 7, 20, 21, 29, 12, 28, 17, 1, 15, 23, 26, 5, 18, 31, 10,
2, 8, 24, 14, 32, 27, 3, 9, 19, 13, 30, 6, 22, 11, 4, 25
};
// permuted choice table (key)
const char PC1_Table[56] = {
57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 1, 58, 50, 42, 34, 26, 18,
10, 2, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 3, 60, 52, 44, 36,
63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7, 62, 54, 46, 38, 30, 22,
14, 6, 61, 53, 45, 37, 29, 21, 13, 5, 28, 20, 12, 4
};
// permuted choice key (table)
const char PC2_Table[48] = {
14, 17, 11, 24, 1, 5, 3, 28, 15, 6, 21, 10,
23, 19, 12, 4, 26, 8, 16, 7, 27, 20, 13, 2,
41, 52, 31, 37, 47, 55, 30, 40, 51, 45, 33, 48,
44, 49, 39, 56, 34, 53, 46, 42, 50, 36, 29, 32
};
// number left rotations of pc1
const char LOOP_Table[16] = {
1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
};
// The (in)famous S-boxes
const char S_Box[8][4][16] = {
// S1
14, 4, 13, 1, 2, 15, 11, 8, 3, 10, 6, 12, 5, 9, 0, 7,
0, 15, 7, 4, 14, 2, 13, 1, 10, 6, 12, 11, 9, 5, 3, 8,
4, 1, 14, 8, 13, 6, 2, 11, 15, 12, 9, 7, 3, 10, 5, 0,
15, 12, 8, 2, 4, 9, 1, 7, 5, 11, 3, 14, 10, 0, 6, 13,
// S2
15, 1, 8, 14, 6, 11, 3, 4, 9, 7, 2, 13, 12, 0, 5, 10,
3, 13, 4, 7, 15, 2, 8, 14, 12, 0, 1, 10, 6, 9, 11, 5,
0, 14, 7, 11, 10, 4, 13, 1, 5, 8, 12, 6, 9, 3, 2, 15,
13, 8, 10, 1, 3, 15, 4, 2, 11, 6, 7, 12, 0, 5, 14, 9,
// S3
10, 0, 9, 14, 6, 3, 15, 5, 1, 13, 12, 7, 11, 4, 2, 8,
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,
// S4
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,
// S5
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,
// S6
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,
// S7
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,
// S8
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
};
CDES::CDES()
{
}
CDES::~CDES()
{
}
/*******************************************************************/
/*
函 数 名 称: ByteToBit
功 能 描 述： 把BYTE转化为Bit流
参 数 说 明： Out: 输出的Bit流[in][out]
In: 输入的BYTE流[in]
bits: Bit流的长度[in]
返回值 说明： void
作 者: 邹德强
更 新 日 期： 2003.12.19
/*******************************************************************/
static void ByteToBit(bool *Out, const unsigned char *In, int bits)
{
for(int i=0; i<bits; ++i)
Out[i] = (In[i>>3]>>(7 - i&7)) & 1;
}
/*******************************************************************/
/*
函 数 名 称: BitToByte
功 能 描 述： 把Bit转化为Byte流
参 数 说 明： Out: 输出的BYTE流[in][out]
In: 输入的Bit流[in]
bits: Bit流的长度[in]
返回值 说明： void
作 者: 邹德强
更 新 日 期： 2003.12.19
/*******************************************************************/
static void BitToByte(unsigned char *Out, const bool *In, int bits)
{
memset(Out, 0, bits>>3);
for(int i=0; i<bits; ++i)
Out[i>>3] |= In[i]<<(7 - i&7);
}
/*******************************************************************/
/*
函 数 名 称: RotateL
功 能 描 述： 把BIT流按位向左迭代
参 数 说 明： In: 输入的Bit流[in]
len: Bit流的长度[in]
loop: 向左迭代的长度
返回值 说明： void
作 者: 邹德强
更 新 日 期： 2003.12.19
/*******************************************************************/
static void RotateL(bool *In, int len, int loop)
{
bool Tmp[256];
memcpy(Tmp, In, loop);
memcpy(In, In+loop, len-loop);
memcpy(In+len-loop, Tmp, loop);
}
/*******************************************************************/
/*
函 数 名 称: Xor
功 能 描 述： 把两个Bit流进行异或
参 数 说 明： InA: 输入的Bit流[in][out]
InB: 输入的Bit流[in]
loop: Bit流的长度
返回值 说明： void
作 者: 邹德强
更 新 日 期： 2003.12.19
/*******************************************************************/
static void Xor(bool *InA, const bool *InB, int len)
{
for(int i=0; i<len; ++i)
InA[i] ^= InB[i];
}
/*******************************************************************/
/*
函 数 名 称: Transform
功 能 描 述： 把两个Bit流按表进行位转化
参 数 说 明： Out: 输出的Bit流[out]
In: 输入的Bit流[in]
Table: 转化需要的表指针
len: 转化表的长度
返回值 说明： void
作 者: 邹德强
更 新 日 期： 2003.12.19
/*******************************************************************/
static void Transform(bool *Out, bool *In, const char *Table, int len)
{
bool Tmp[256];
for(int i=0; i<len; ++i)
Tmp[i] = In[ Table[i]-1 ];
memcpy(Out, Tmp, len);
}
/*******************************************************************/
/*
函 数 名 称: S_func
功 能 描 述： 实现数据加密S BOX模块
参 数 说 明： Out: 输出的32Bit[out]
In: 输入的48Bit[in]
返回值 说明： void
作 者: 邹德强
更 新 日 期： 2003.12.19
/*******************************************************************/
static void S_func(bool Out[32], const bool In[48])
{
for(char i=0,j,k; i<8; ++i,In+=6,Out+=4)
{
j = (In[0]<<1) + In[5];
k = (In[1]<<3) + (In[2]<<2) + (In[3]<<1) + In[4]; //组织SID下标
for(int l=0; l<4; ++l) //把相应4bit赋值
Out[l] = (S_Box[i][j][k]>>(3 - l)) & 1;
}
}
/*******************************************************************/
/*
函 数 名 称: F_func
功 能 描 述： 实现数据加密到输出P
参 数 说 明： Out: 输出的32Bit[out]
In: 输入的48Bit[in]
返回值 说明： void
作 者: 邹德强
更 新 日 期： 2003.12.19
/*******************************************************************/
static void F_func(bool In[32], const bool Ki[48])
{
bool MR[48];
Transform(MR, In, E_Table, 48);
Xor(MR, Ki, 48);
S_func(In, MR);
Transform(In, In, P_Table, 32);
}
bool CDES::RunDes(bool bType,bool bMode,const unsigned char* In,
unsigned char* Out,unsigned datalen,const unsigned char* Key,unsigned keylen)
{
//判断输入合法性
if(!(In && Out && Key && datalen && keylen>=8))
return false;
unsigned char inbuf[datalen + 8];
memset(inbuf, 0x00, sizeof(inbuf));
memcpy(inbuf, In, datalen);
unsigned char* tempBuf;
unsigned padlen = datalen;
//只处理8的整数倍，不足长度自己填充
if(datalen & 0x00000007)
{
if (!RunPad(PAD_PKCS_7, In, datalen, inbuf, padlen))
return false;
tempBuf = inbuf;
}
else
{
tempBuf = inbuf;
}
bool m_SubKey[3][16][48]; //秘钥
//构造并生成SubKeys
unsigned char nKey = (keylen>>3)>=3 ? 3: (keylen>>3);
for(int i=0;i<nKey;i++)
{
SetSubKey(&m_SubKey[i],&Key[i<<3]);
}
if(bMode == ECB) //ECB模式
{
if(nKey == 1) //单Key
{
int j = padlen>>3;
for(int i=0,j = padlen>>3;i<j;++i,Out+=8,tempBuf+=8)
{
DES(Out,tempBuf,&m_SubKey[0],bType);
}
}
else
if(nKey == 2) //3DES 2Key
{
for(int i=0,j = padlen>>3;i<j;++i,Out+=8,tempBuf+=8)
{
DES(Out,tempBuf,&m_SubKey[0],bType);
DES(Out,Out,&m_SubKey[1],!bType);
DES(Out,Out,&m_SubKey[0],bType);
}
}
else //3DES 3Key
{
for(int i=0,j=padlen>>3;i<j;++i,Out+=8,tempBuf+=8)
{
DES(Out,tempBuf,&m_SubKey[bType? 2 : 0],bType);
DES(Out,Out,&m_SubKey[1],!bType);
DES(Out,Out,&m_SubKey[bType? 0 : 2],bType);
}
}
}
else //CBC模式
{
unsigned char cvec[8] = ""; //扭转向量
unsigned char cvin[8] = ""; //中间变量
if(nKey == 1) //单Key
{
for(int i=0,j=padlen>>3;i<j;++i,Out+=8,tempBuf+=8)
{
if(bType == CDES::ENCRYPT)
{
for(int j=0;j<8;++j) //将输入与扭转变量异或
{
cvin[j] = tempBuf[j] ^ cvec[j];
}
}
else
{
memcpy(cvin,tempBuf,8);
}
DES(Out,cvin,&m_SubKey[0],bType);
if(bType == CDES::ENCRYPT)
{
memcpy(cvec,Out,8); //将输出设定为扭转变量
}
else
{
for(int j=0;j<8;++j) //将输出与扭转变量异或
{
Out[j] = Out[j] ^ cvec[j];
}
memcpy(cvec,cvin,8); //将输入设定为扭转变量
}
}
}
else
if(nKey == 2) //3DES CBC 2Key
{
for(int i=0,j=padlen>>3;i<j;++i,Out+=8,tempBuf+=8)
{
if(bType == CDES::ENCRYPT)
{
for(int j=0;j<8;++j) //将输入与扭转变量异或
{
cvin[j] = tempBuf[j] ^ cvec[j];
}
}
else
{
memcpy(cvin,tempBuf,8);
}
DES(Out,cvin,&m_SubKey[0],bType);
DES(Out,Out,&m_SubKey[1],!bType);
DES(Out,Out,&m_SubKey[0],bType);
if(bType == CDES::ENCRYPT)
{
memcpy(cvec,Out,8); //将输出设定为扭转变量
}
else
{
for(int j=0;j<8;++j) //将输出与扭转变量异或
{
Out[j] = Out[j] ^ cvec[j];
}
memcpy(cvec,cvin,8); //将输入设定为扭转变量
}
}
}
else //3DES CBC 3Key
{
for(int i=0,j=padlen >>3;i<j;++i,Out+=8,tempBuf+=8)
{
if(bType == CDES::ENCRYPT)
{
for(int j=0;j<8;++j) //将输入与扭转变量异或
{
cvin[j] = tempBuf[j] ^ cvec[j];
}
}
else
{
memcpy(cvin,tempBuf,8);
}
DES(Out,cvin,&m_SubKey[bType ? 2 : 0],bType);
DES(Out,Out,&m_SubKey[1],!bType);
DES(Out,Out,&m_SubKey[bType ? 0 : 2],bType);
if(bType == CDES::ENCRYPT)
{
memcpy(cvec,Out,8); //将输出设定为扭转变量
}
else
{
for(int j=0;j<8;++j) //将输出与扭转变量异或
{
Out[j] = Out[j] ^ cvec[j];
}
memcpy(cvec,cvin,8); //将输入设定为扭转变量
}
}
}
}
return true;
}
/*******************************************************************/
/*
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
作 者: 邹德强
修 改 历 史：
更 新 日 期： 2003.12.19
/*******************************************************************/
bool CDES::RunPad(int nType, const unsigned char* In,
unsigned datalen, unsigned char* Out, unsigned& padlen)
{
if (nType < PAD_ISO_1 || nType > PAD_PKCS_7)
return false;
if (In == NULL || datalen < 0 || Out == NULL)
return false;
int res = (datalen & 0x00000007);
if (res == 0)
{
padlen = datalen;
memcpy(Out, In, datalen);
return true;
}
padlen = (datalen+8-res);
memcpy(Out,In,datalen);
if(nType == PAD_ISO_1)
{
memset(Out+datalen,0x00,8-res);
}
else
if(nType == PAD_ISO_2)
{
memset(Out+datalen,0x80,1);
memset(Out+datalen,0x00,7-res);
}
else
if(nType == PAD_PKCS_7)
{
memset(Out+datalen,0x00,8-res);
}
else
{
return false;
}
return true;
}
//计算并填充子密钥到SubKey数据中
void CDES::SetSubKey(PSubKey pSubKey, const unsigned char Key[8])
{
bool K[64], *KL=&K[0], *KR=&K[28];
ByteToBit(K, Key, 64);
Transform(K, K, PC1_Table, 56);
for(int i=0; i<16; ++i) {
RotateL(KL, 28, LOOP_Table[i]);
RotateL(KR, 28, LOOP_Table[i]);
Transform((*pSubKey)[i], K, PC2_Table, 48);
}
}
//DES单元运算
void CDES::DES(unsigned char Out[8], const unsigned char In[8], const PSubKey pSubKey, bool Type)
{
bool M[64], tmp[32], *Li=&M[0], *Ri=&M[32];
ByteToBit(M, In, 64);
Transform(M, M, IP_Table, 64);
if( Type == ENCRYPT )
{
for(int i=0; i<16; ++i)
{
memcpy(tmp, Ri, 32); //Ri[i-1] 保存
F_func(Ri, (*pSubKey)[i]); //Ri[i-1]经过转化和SBox输出为P
Xor(Ri, Li, 32); //Ri[i] = P XOR Li[i-1]
memcpy(Li, tmp, 32); //Li[i] = Ri[i-1]
}
}
else
{
for(int i=15; i>=0; --i)
{
memcpy(tmp, Ri, 32); //Ri[i-1] 保存
F_func(Ri, (*pSubKey)[i]); //Ri[i-1]经过转化和SBox输出为P
Xor(Ri, Li, 32); //Ri[i] = P XOR Li[i-1]
memcpy(Li, tmp, 32); //Li[i] = Ri[i-1]
}
}
RotateL(M,64,32); //Ri与Li换位重组M
Transform(M, M, IPR_Table, 64); //最后结果进行转化
BitToByte(Out, M, 64); //组织成字符
}感谢，这份代码是对的，找了好几份测试都不对，搞了几天，真痛苦啊。