C语言实现DES加密算法详解及源码分享

"这篇文章主要介绍了如何使用C语言实现DES（Data Encryption Standard）加密算法，包括字符与二进制之间的转换、DES加密过程中的一些关键步骤，如初始置换（IP）、逆初始置换（IP^-1）以及扩展置换（E）。" DES算法是一种广泛应用的块密码，它基于Feistel结构，对64位的数据块进行迭代加密，每次迭代包含多个子步骤，如置换、异或等。以下是对DES算法的关键知识点的详细解释： 1. **字符与二进制转换**： 在CChar模块中，`CharToBit`函数用于将字符转换为其对应的二进制表示，而`BitToChar`函数则将二进制数组转换回字符。在DES算法中，由于数据是按比特处理的，因此这种转换是必要的。 2. **初始置换（IP）**： IP_Table数组表示了初始置换的过程，它将64位的数据块重新排列为不同的顺序，这是DES加密的第一步，目的是打乱原始输入的顺序，增加破解难度。 3. **逆初始置换（IP^-1）**： IP_1_Table数组定义了逆初始置换，它是解密过程中的第一步，将经过加密后的数据块恢复到原始的排列顺序。 4. **扩展置换（E）**： E_Table用于扩展64位的数据到48位，这一过程在每一轮的Feistel函数中都会用到。扩展置换的目的是使得左右两部分的数据混合得更加充分。 5. **Feistel结构**： DES算法的核心是Feistel结构，它将数据块分为左右两半，每轮迭代中对右边的数据应用非线性函数F和一个密钥，然后与左边的数据异或，最后交换左右部分。在完成所有轮迭代后，再通过逆初始置换恢复原始的数据布局。 6. **轮函数**： 每轮迭代都包括S盒替代、P盒置换和异或操作。S盒替代将6位输入映射到4位输出，提供非线性特性；P盒置换将48位的结果进一步压缩成32位；最后，这32位数据与左半部分数据异或。 7. **密钥扩展**： DES的密钥是64位，但其中8位是奇偶校验位，不参与加密过程。实际使用的密钥是56位，经过一系列的置换和循环左移操作扩展为48位，用于每一轮的Feistel函数。 8. **解密过程**： 解密过程与加密过程类似，只是在轮函数中使用了逆S盒和逆P盒，并且密钥的使用顺序相反。 通过以上这些步骤，C语言实现的DES算法可以对数据进行加解密，确保信息安全。注意，虽然DES在安全性上已经不再满足现代标准，但它仍然是理解块密码和Feistel结构的经典实例。