C语言实现DES加密算法详解与代码

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"这是一个关于DES加密算法的C语言实现，提供了编码和解码的基本函数，适合于密码学和C语言学习者作为实践项目。" DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）是一种广泛使用的对称加密算法，它使用了固定的64位密钥来加密和解密64位的数据块。以下是对DES加密算法以及代码中关键函数的详细解释： 1. **DES加密过程**： - **初始置换（IP）**：输入的64位明文首先经过IP置换，将原始数据重新排列，使得数据分布更加均匀，便于后续处理。在代码中，`IP1`数组就是这个初始置换的映射表。 - **分组**：接下来，64位数据被分为左半部分（L）和右半部分（R），每部分32位。 - **密钥扩展**：原始64位密钥通过一系列操作扩展成48位，以便在每个迭代中使用。在代码中，`keyBuild`和`StrtoBin`函数负责这个过程。 - **16轮迭代**：每轮迭代包含以下四个步骤： - **扩展置换（E）**：`Expand`函数执行此操作，将32位的R扩展成48位，增加数据的复杂性。 - **F函数**：`F`函数是DES的核心，它结合了当前轮的子密钥（由`keyCreate`生成）和扩展后的R，通过S盒进行非线性变换。 - **S盒替换**：`ExchangeS`函数应用S盒，将48位数据转换为32位，增加了加密的不可预测性。 - **P置换**：`ExchangeP`函数执行P置换，再次重新排列结果。 - **合并**：16轮迭代后，将新的L和R合并，形成新的R和L，然后进行逆初始置换（IP^-1）。 2. **编码函数**： - `EncodeMain`：这是主编码函数，调用`EncodeData`进行实际的加密操作，`EncodeData`会利用上述步骤对输入的明文进行加密。 - `Encode`：接受明文和密钥，转换为二进制并调用`EncodeData`。 3. **解码函数**： - `DecodeMain`：虽然在描述中提到未使用，但通常解码过程与编码相反，通过逆向执行加密步骤来解密数据。 - `DecodeData`：应该是解密二进制数据的函数，使用与`EncodeData`类似的逻辑，但逆序执行步骤。 - `Decode`：接受密文和密钥，转换为二进制后调用`DecodeData`。 4. **其他辅助函数**： - `keyBuild`：构建密钥数组，根据DES算法的规则扩展密钥。 - `StrtoBin`：将整数转换为二进制形式。 - `keyCreate`：内部函数，用于创建子密钥。 - `FillBin`：填充二进制数据，可能在S盒替换过程中使用。请注意，DES算法在现代密码学中已被视为不够安全，因为它使用的是较短的64位密钥（实际有效密钥长度只有56位）。AES（高级加密标准）现已成为更广泛采用的标准，其密钥长度可以达到256位，提供更高的安全性。不过，对于学习和理解加密算法的原理，DES仍然是一个很好的起点。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
void EncodeMain(); //EncodeMain function
void DecodeMain(); //Sorry ,it has not used
void Decode(int *str,int *keychar); //decode :input 8 chars,8 keychars
void Encode(int *str,int *keychar); //encode: input 8 chars,8 keychars
void keyBuild(int *keychar); //create key array
void StrtoBin(int *midkey,int *keychar); //change into binary
void keyCreate(int *midkey2,int movebit,int i); //call by keyBuild
void EncodeData(int *lData,int *rData,int *srt); //encodedata function
void F(int *rData,int *key); //F function
void Expand(int *rData,int *rDataP); //Expand function
void ExchangeS(int *rDataP,int *rData); //S-diagram change
void ExchangeP(int *rData); //P change
void FillBin(int *rData,int n,int s); // data to binary;call by S-Diagram change function
void DecodeData(int *str,int *lData,int *rData); //DecodeData from binary
int IP1[]={58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 2, 60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 4, //initial change
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,
};
int IP2[]={40, 8, 48, 16, 56, 24, 64, 32, 39, 7, 47, 15, 55, 23, 63, 31, //opp initial change
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
};
int s[][4][16]={{ //S-diagram array
{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},

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漾璃

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