DES加密算法实现:C++版加解密程序
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"该文档是关于使用C++实现DES数据加密算法的实验报告,旨在帮助读者深入理解DES加密标准,并通过编程实践提升算法设计能力。实验内容包括设计一个C++程序,该程序能够按照DES算法对字符串和数组进行加解密操作。实验步骤详细介绍了如何在VC++ 6.0环境中创建、编译和运行源代码,以及DES算法的关键步骤,如密钥处理和数据块的处理。"
DES(Data Encryption Standard)是一种广泛使用的对称加密算法,由IBM在1970年代初期开发,并在1977年被美国国家标准局(NIST)采纳为数据加密标准。DES算法的核心是一个64位的密钥,其中第8位是校验位,实际参与加密的只有56位。下面是DES算法的主要过程:
1. **密钥处理**:
- 从64位密钥(Key)中去除校验位,实际使用56位。
- 应用PC-1置换表,将56位密钥分为两个28位的部分,称为C0和D0。
- 对C0和D0进行16轮的密钥扩展,每次轮转时,部分位会向左循环移动不同的位数,这个移动数量由密钥生成过程中的规则决定。
- 每一轮扩展后,C和D的组合通过PC-2置换表转换成48位的子密钥(Ki,i从1到16)。
2. **数据块处理**:
- 将明文数据按64位划分成数据块。
- 对每个数据块进行16轮的Feistel结构加密。每一轮包含以下步骤:
- 分别对数据块的左右半部分进行异或操作,异或的因子是当前轮的子密钥Ki。
- 对异或结果应用S盒(Substitution Box),这是一种非线性变换,将6位输入转换为4位输出。
- 对S盒输出进行P盒(Permutation Box)置换,这是线性排列,改变输出顺序。
- 结合上一步的结果和未变换的另一半数据块,进行一次循环左移,形成下一轮的左右半部分。
3. **解密过程**:
- 解密过程与加密类似,只是使用了相同的子密钥,但是逆序应用。即第16轮使用K16,第15轮使用K15,依此类推,直到第1轮使用K1。
通过C++实现DES算法,你需要理解上述流程,并将每一步转化为C++代码。在实验报告中提到的VC++环境下,你可以按照指定的步骤创建源文件,编写源代码,然后编译、构建和运行程序。在编写程序时,你需要定义函数来实现各个步骤,例如密钥生成、Feistel结构的循环以及最终的加密和解密函数。确保程序能够正确处理字符串和数组,进行加解密操作,并且能正确处理不同大小的数据块。
DES虽然因其较短的密钥长度(56位)在现代密码学中已经不再被视为安全,但它作为经典加密算法,对于理解对称加密的基本原理仍然具有重要价值。通过实际编写和运行代码,可以加深对这一算法的理解,并为学习更现代的加密技术如AES(Advanced Encryption Standard)打下基础。
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2021-09-29 上传

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