C语言实现DES加密算法详解

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本文档主要介绍了DES（Data Encryption Standard）加密算法在C语言中的实现。DES是一种广泛使用的对称加密算法，由美国国家标准局（NSA）于1977年发布，主要用于数据的保密传输。DES算法的工作原理涉及几个关键步骤，包括初始化、加密和解密过程。首先，文档定义了两个重要的数组：`ip[]` 和 `fp[]`。`ip[]` 是IP置换表，也称为异或表，用于对输入数据进行位操作，这是DES算法的第一步，称为"初始置换"。它将56位的数据块分为两个32位的部分，并通过这个表进行异或操作，形成新的32位块，这有助于增加数据的混淆度。 `fp[]` 是一个查找表，用于对经过IP置换后的数据进行混合，即所谓的"循环左移"。这个数组定义了每次循环时每个32位块如何根据表中的值进行左移，进一步增强数据的安全性。接着，文档提到了`sbox[8][64]`，这是一个S-Box数组，全称为S盒变换，是DES算法的核心部分。S-Boxes是8个不同的4x4的查找表，它们执行非线性变换，将输入的32位数据转换成新的32位数据，目的是增加算法的复杂性和抵抗差分攻击的能力。 DES算法采用迭代方式，总共进行16轮操作，每轮包括3个步骤：输入块经过IP置换，然后与一个子密钥进行XOR运算，最后进行S-Box变换。整个过程中，使用了两个不同的子密钥，一个固定不变，另一个在每轮迭代中改变，从而增加加密的强度。在C语言中，这些数组的定义为实现DES加密提供了基础。开发者可以通过读取这些数组并按照特定的算法流程来构建DES加密函数和相应的解密函数。值得注意的是，DES由于其相对较弱的安全性，已被更先进的加密算法如AES（Advanced Encryption Standard）所取代，但在某些历史应用和教育目的中仍有研究价值。理解和实现DES加密算法在C语言中的关键在于理解其结构，包括替换、移位和S-Box操作，并能够正确地组织代码以处理加密和解密的过程。通过掌握这些核心概念，程序员可以灵活地在C程序中应用DES算法来保护数据安全。

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
const static char ip[] = { //IP置换
58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 2,
60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 4,
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
};
const static char fp[] = { //zuizhongzhihuan
40, 8, 48, 16, 56, 24, 64, 32,
39, 7, 47, 15, 55, 23, 63, 31,
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
};
const static char sbox[8][64] = { //s_box
/* S1 */
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,
15, 12, 8, 2, 4, 9, 1, 7, 5, 11, 3, 14, 10, 0, 6, 13,

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