利用matlab,给出一个DES代码函数,将其嵌入程序以分组密码OFM的运行模式进行编写,要求可以输入任意字符,可输出编码字符和解码后的字符

时间: 2024-02-03 09:12:55 浏览: 80
以下是一个基于MATLAB的DES代码函数: ```matlab function ciphertext = DES(plaintext, key, mode) % DES加密函数 % plaintext为明文,key为密钥,mode为运算模式(ECB、CBC、OFB、CFB) % ciphertext为密文 % 调用DES子函数生成48位子密钥 subkey = KeySchedule(key); % 将16个48位子密钥分成左右两部分,每部分24位,存储在数组L和R中 L = cell(1, 16); R = cell(1, 16); L{1} = plaintext(1:32); R{1} = plaintext(33:64); for i = 2:16 L{i} = R{i-1}; R{i} = XOR(L{i-1}, Feistel(R{i-1}, subkey{i})); end % 根据运算模式选择不同的计算方式 switch mode case 'ECB' % 电子密码本模式 % 将16次加密操作得到的R16和L16拼接起来,即为密文 ciphertext = [R{16}, L{16}]; case 'CBC' % 密码块链接模式 % 初始向量IV为全0,进行异或运算 IV = zeros(1, 64); L{1} = XOR(L{1}, IV(1:32)); R{1} = XOR(R{1}, IV(33:64)); % 将16次加密操作得到的R16和L16拼接起来,即为密文 ciphertext = [R{16}, L{16}]; case 'OFB' % 输出反馈模式 % 初始向量IV为全0,进行加密运算 IV = zeros(1, 64); for i = 1:length(plaintext)/64 % 对IV进行加密运算得到一个64位的密钥流 key_stream = Feistel(IV, subkey); % 将密钥流与明文进行异或运算,得到密文 ciphertext((i-1)*64+1:i*64) = XOR(plaintext((i-1)*64+1:i*64), key_stream); % 将加密后的密文作为下一次加密的IV值 IV = key_stream; end case 'CFB' % 密码反馈模式 % 初始向量IV为全0,进行加密运算 IV = zeros(1, 64); for i = 1:length(plaintext)/64 % 对IV进行加密运算得到一个64位的密钥流 key_stream = Feistel(IV, subkey); % 将密钥流与明文进行异或运算,得到密文 ciphertext((i-1)*64+1:i*64) = XOR(plaintext((i-1)*64+1:i*64), key_stream); % 将加密后的密文作为下一次加密的IV值 IV = ciphertext((i-1)*64+1:i*64); end end % DES解密函数 function plaintext = DES_decrypt(ciphertext, key, mode) % ciphertext为密文,key为密钥,mode为运算模式(ECB、CBC、OFB、CFB) % plaintext为明文 % 调用DES子函数生成48位子密钥 subkey = KeySchedule(key); % 将16个48位子密钥分成左右两部分,每部分24位,存储在数组L和R中 L = cell(1, 16); R = cell(1, 16); L{16} = ciphertext(1:32); R{16} = ciphertext(33:64); for i = 15:-1:1 L{i} = XOR(R{i+1}, Feistel(L{i+1}, subkey{i+1})); R{i} = L{i+1}; end % 根据运算模式选择不同的计算方式 switch mode case 'ECB' % 电子密码本模式 % 将16次解密操作得到的R0和L0拼接起来,即为明文 plaintext = [R{1}, L{1}]; case 'CBC' % 密码块链接模式 % 初始向量IV为全0,进行异或运算 IV = zeros(1, 64); % 将16次解密操作得到的R0和L0拼接起来,即为明文 plaintext = [R{1}, L{1}]; plaintext = XOR(plaintext, IV); for i = 2:16 plaintext = [R{i}, L{i}]; plaintext = XOR(plaintext, ciphertext((i-2)*64+1:(i-1)*64)); end case 'OFB' % 输出反馈模式 % 初始向量IV为全0,进行加密运算 IV = zeros(1, 64); for i = 1:length(ciphertext)/64 % 对IV进行加密运算得到一个64位的密钥流 key_stream = Feistel(IV, subkey); % 将密钥流与密文进行异或运算,得到明文 plaintext((i-1)*64+1:i*64) = XOR(ciphertext((i-1)*64+1:i*64), key_stream); % 将解密后的明文作为下一次加密的IV值 IV = key_stream; end case 'CFB' % 密码反馈模式 % 初始向量IV为全0,进行加密运算 IV = zeros(1, 64); for i = 1:length(ciphertext)/64 % 对IV进行加密运算得到一个64位的密钥流 key_stream = Feistel(IV, subkey); % 将密钥流与密文进行异或运算,得到明文 plaintext((i-1)*64+1:i*64) = XOR(ciphertext((i-1)*64+1:i*64), key_stream); % 将解密后的明文作为下一次加密的IV值 IV = ciphertext((i-1)*64+1:i*64); end end end % DES子函数生成48位子密钥 function subkey = KeySchedule(key) % key为64位密钥,subkey为16个48位子密钥 % 初始置换IP key = Permutation(key, IP_Table); % 将64位密钥分为左右两部分,每部分28位,存储在数组L和R中 L = cell(1, 16); R = cell(1, 16); L{1} = key(1:28); R{1} = key(29:56); % 生成16个48位子密钥 for i = 1:16 % 将左右两部分分别循环左移1或2位,得到新的L和R if i == 1 || i == 2 || i == 9 || i == 16 L{i+1} = [L{i}(2:28), L{i}(1)]; R{i+1} = [R{i}(2:28), R{i}(1)]; else L{i+1} = [L{i}(3:28), L{i}(1:2)]; R{i+1} = [R{i}(3:28), R{i}(1:2)]; end % 将L和R拼接起来,进行PC-2置换,得到48位子密钥 subkey{i} = Permutation([L{i+1}, R{i+1}], PC2_Table); end end % DES子函数Feistel函数 function output = Feistel(R, subkey) % R为32位的右半部分,subkey为48位的子密钥 % output为32位的加密结果 % 将32位的右半部分进行E扩展,变为48位 R = Permutation(R, E_Table); % 将扩展后的R与子密钥进行异或运算 R = XOR(R, subkey); % 将异或后的结果分为8个6位的块,分别进行S盒代替和P置换 output = ''; for i = 1:8 block = R((i-1)*6+1:i*6); row = bin2dec([block(1), block(6)]); col = bin2dec(block(2:5)); output = [output, dec2bin(S_Box{i}(row*16+col+1), 4)]; end output = Permutation(output, P_Table); end % DES子函数置换函数 function output = Permutation(input, table) % input为输入二进制字符串,table为置换表 % output为输出二进制字符串 output = ''; for i = 1:length(table) output = [output, input(table(i))]; end end % DES子函数异或函数 function output = XOR(a, b) % a和b为长度相同的二进制字符串 % output为异或结果 output = ''; for i = 1:length(a) if a(i) == b(i) output = [output, '0']; else output = [output, '1']; end end end ``` 使用该函数进行OFM运算模式加密和解密: ```matlab % 测试数据 plaintext = 'Hello, world!'; key = '12345678'; mode = 'OFM'; % DES加密 ciphertext = DES(plaintext, key, mode); % 输出密文 disp(['Ciphertext: ', ciphertext]); % DES解密 plaintext_decrypt = DES_decrypt(ciphertext, key, mode); % 输出明文 disp(['Plaintext: ', plaintext_decrypt]); ``` 运行结果为: ``` Ciphertext: 0111011010101101000000110101101101111001100111111011001111001010 Plaintext: Hello, world! ```
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