编写DES子密钥的生成算法,并根据自己设定的种子密钥运行程序产生并显示出16轮的子密钥,同时完成DES算法弱秘钥和半弱秘钥对的验证;
时间: 2024-03-25 08:40:37 浏览: 11
好的,这是一个复杂的问题,需要分步回答。首先,我会介绍一下DES算法的子密钥生成算法,然后给您提供一个可运行的程序来生成子密钥和验证弱密钥和半弱密钥对。
1. DES子密钥生成算法
DES算法使用一个56位的密钥,但实际上只有48位是用于加密的。这48位的密钥被分成了16个48位的子密钥,每个子密钥用于加密DES算法的每一轮。
子密钥生成算法的核心是密钥的置换和移位。具体步骤如下:
1. 将56位的密钥按照密钥置换表PC-1进行置换,得到56位的置换后的密钥。
2. 将56位的密钥分成左右两部分,每部分28位。对于每一轮,将左右两部分分别进行循环左移,移位的位数由移位表确定。
3. 将左右两部分合并成56位的密钥,按照密钥置换表PC-2进行置换,得到48位的子密钥。
2. 程序实现
这里提供一个Python程序,用于生成16轮子密钥并验证弱密钥和半弱密钥对。请注意,这个程序是仅供参考的示例程序,实际应用可能需要进行修改和优化。
```python
# DES算法子密钥生成程序
# DES算法中的置换表
PC_1 = [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]
PC_2 = [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]
SHIFT_TABLE = [1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1]
# 弱密钥和半弱密钥对
WEAK_KEYS = [
0x0101010101010101,
0xFEFEFEFEFEFEFEFE,
0xE0E0E0E0F1F1F1F1,
0x1F1F1F1F0E0E0E0E
]
SEMI_WEAK_KEYS = [
0x011F011F010E010E,
0x1F011F010E010E01,
0x01E001E001F101F1,
0xE001E001F101F101
]
def generate_subkeys(key):
# 生成16轮子密钥
subkeys = []
# 将密钥进行置换
key = permute(key, PC_1)
left, right = split(key)
for i in range(16):
# 左右两部分分别进行移位
left = shift_left(left, SHIFT_TABLE[i])
right = shift_left(right, SHIFT_TABLE[i])
# 合并左右两部分
merged = left + right
# 按照PC-2置换表进行置换
subkey = permute(merged, PC_2)
subkeys.append(subkey)
return subkeys
def permute(data, table):
# 置换函数
result = 0
for i, bit in enumerate(table):
if (data >> (len(table) - i - 1)) & 0x01:
result |= 0x01 << (len(table) - bit)
return result
def split(data):
# 将数据分成左右两部分
left = data >> 28
right = data & ((1 << 28) - 1)
return left, right
def shift_left(data, shift):
# 循环左移函数
mask = (1 << shift) - 1
overflow = (data >> (28 - shift)) & mask
result = ((data << shift) & ((1 << 28) - 1)) | overflow
return result
def is_weak_key(key):
# 判断是否为弱密钥或半弱密钥
return key in WEAK_KEYS or key in SEMI_WEAK_KEYS
def main():
# 测试程序
key = 0x133457799BBCDFF1
subkeys = generate_subkeys(key)
for i, subkey in enumerate(subkeys):
print("Subkey {}: {:012x}".format(i+1, subkey))
if is_weak_key(key):
print("The key is a weak or semi-weak key.")
else:
print("The key is not a weak or semi-weak key.")
if __name__ == "__main__":
main()
```
运行程序后,将会输出16轮子密钥和密钥是否为弱密钥或半弱密钥的判断结果。