educoder DES加解密算法的實(shí)現(xiàn)
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// ?des.cpp
// ?step3
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// ?Created by ljpc on 2018/10/17.
// ?Copyright ? 2018年 ljpc. All rights reserved.
//
#include "des.h"
bool flag = true;
void print_bool(char* s, const bool *out, int len){
? ? printf("%s: ", s);
? ? for (int i=0; i<len; i++) {
? ? ? ? printf("%d", out[i]);
? ? }
? ? printf("\n");
}
void SETKEY(const char Key_C[8], bool Key_B[64])
// Key_C: 2018helo
// ascii: 0x32 0x30 0x31 0x38 0x68 0x65 0x6c 0x6f
// 8bits: 00110010 00110000 00110001 00111000 01101000 01100101 01101100 01101111
// Key_B: 0011001000110000001100010011100001101000011001010110110001101111
{
? ? // 請(qǐng)?jiān)谶@里補(bǔ)充代碼，完成本關(guān)任務(wù)
? ? /********* Begin *********/
? ? for(int i=0; i<8; i++)
? ? ? ? for(int j=0; j<8; ++j)
? ? ? ? ? ? //Key_B[63-i*8-j] = ((Key_C[i]>>j) & 1);
? ? ? ? ? ? Key_B[i*8+7-j] = ((Key_C[i]>>j) & 1);
? ? /********* End *********/
}
void ByteToBit(bool *Outs, const char *In, int bits)
// In: ? ?password
// ascii: 0x70 0x61 0x73 0x73 0x77 0x6f 0x72 0x64
// 8bits: 01110000 01100001 01110011 01110011 01110111 01101111 01110010 01100100
// Outs: ?0111000001100001011100110111001101110111011011110111001001100100
{
? ? // 請(qǐng)?jiān)谶@里補(bǔ)充代碼，完成本關(guān)任務(wù)
? ? /********* Begin *********/
? ? for(int i=0; i<bits; i++)
? ? ? ? for(int j=0; j<bits; ++j)
? ? ? ? ? ? //Outs[63-i*bits-j] = ((In[i]>>j) & 1);
? ? ? ? ? ? Outs[i*bits+bits-1-j] = ((In[i]>>j) & 1);
? ? /********* End *********/
}
void BitToByte(char *Outs, const bool *In, int bits)
// In: ? ?0111000001100001011100110111001101110111011011110111001001100100
// 8bits: 01110000 01100001 01110011 01110011 01110111 01101111 01110010 01100100
// ascii: 0x70 0x61 0x73 0x73 0x77 0x6f 0x72 0x64
// Outs: ?password
{
? ? // 請(qǐng)?jiān)谶@里補(bǔ)充代碼，完成本關(guān)任務(wù)
? ? /********* Begin *********/
? ? for(int i=0; i<bits; i++){
? ? ? ? int val = 0;
? ? ? ? for (int j=0; j<bits; j++) {
? ? ? ? ? ? //val = (val<<1) | In[63-i*bits-(bits-1-j)];
? ? ? ? ? ? val = (val<<1) | In[i*bits+j];
? ? ? ? }
? ? ? ? Outs[i] = val;
? ? }
? ? Outs[bits] = '\0';
? ? /********* End *********/
}
void CYCLELEFT(bool *In, int len, int loop) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 循環(huán)左移函數(shù)
// before: 0000000011110000111111110000
// loop: ? 1
// after: ?0000000111100001111111100000
{
? ? // 請(qǐng)?jiān)谶@里補(bǔ)充代碼，完成本關(guān)任務(wù)
? ? /********* Begin *********/
? ? bool tmp[28];
? ? memcpy(tmp, In, sizeof(tmp));
? ? for (int i=0; i<len; i++) {
? ? ? ? In[i] = tmp[(i+loop)%len];
? ? }
? ? /********* End *********/
}
void Set_SubKey(bool subKey[16][48], bool Key[64]) ? ? ? ? ? ? ? ? ?// 設(shè)置子密鑰
// Key: ? ?0011001000110000001100010011100001101000011001010110110001101111
// SubKey: 011000000011110001100100010111000101100101000100
// SubKey: 010000001011010001110100010111001000100011100100
// SubKey: 110001001100010001110110110000001110110011011001
// SubKey: 111001101100001100100010001010111011011000011001
// SubKey: 101010101001001100100011101110110101010100100010
// SubKey: 101010010001001001011011000011000100101100100110
// SubKey: 001001010101001011011000110101000110100011010100
// SubKey: 000101100101100111010000111000011000001011011001
// SubKey: 000101100100100101010001111000111010011010011000
// SubKey: 000011110110100100010101001110010001011100001111
// SubKey: 000011110010010110001101000111100101000010100110
// SubKey: 010110110000010010101001010001000110100111100101
// SubKey: 110110011000100010101000101000101010100011011001
// SubKey: 100100001010101010001110111000111001011100010011
// SubKey: 001100000011111000000110000111110000011100101010
// SubKey: 011100000011111000000100000101000101011101100110
{
? ? // 請(qǐng)?jiān)谶@里補(bǔ)充代碼，完成本關(guān)任務(wù)
? ? /********* Begin *********/
? ? bool realKey[56];
? ? bool left[28];
? ? bool right[28];
? ? bool compressKey[48]; ? // 去掉奇偶標(biāo)記位，將64位密鑰變成56位
? ? for (int i=0; i<56; i++){
? ? ? ? realKey[i] = Key[TRANS_64to56[i]-1];
? ? }
? ? // 生成子密鑰，保存在 subKeys[16] 中
? ? for(int round=0; round<16; round++)
? ? {
? ? ? ? // 前28位與后28位
? ? ? ? for(int i=0; i<28; i++)
? ? ? ? ? ? left[i] = realKey[i];
? ? ? ? for(int i=28; i<56; i++)
? ? ? ? ? ? right[i-28] = realKey[i];
? ? ? ? // 左移
? ? ? ? CYCLELEFT(left, 28, SHIFT_TAB[round]);
? ? ? ? CYCLELEFT(right, 28, SHIFT_TAB[round]);
? ? ? ? for(int i=0; i<28; i++)
? ? ? ? ? ? realKey[i] = left[i];
? ? ? ? for(int i=28; i<56; i++)
? ? ? ? ? ? realKey[i] = right[i-28];
? ? ? ? // 壓縮置換，由56位得到48位子密鑰
? ? ? ? for(int i=0; i<48; i++)
? ? ? ? ? ? compressKey[i] = realKey[TRANS_56to48[i]-1];
? ? ? ? for (int i=0; i<48; i++) {
? ? ? ? ? ? subKey[round][i] = compressKey[i];
? ? ? ? }
? ? }
? ? /********* End *********/
}
void XOR(bool *InA, const bool *InB, int len) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 異或函數(shù)
// Before InA: 000000000001011111111110100100000000001111111000
// Before InB: 011000000011110001100100010111000101100101000100
// Before InA: 011000000010101110011010110011000101101010111100
// Before InB: 011000000011110001100100010111000101100101000100
{
? ? // 請(qǐng)?jiān)谶@里補(bǔ)充代碼，完成本關(guān)任務(wù)
? ? /********* Begin *********/
? ? for (int i=0; i<len; i++) {
? ? ? ? InA[i] = InA[i] ^ InB[i];
? ? }
? ? /********* End *********/
}
void S_BOXF(bool Out[32], const bool In[48])// S-盒代替函數(shù)
{
? ? // 請(qǐng)?jiān)谶@里補(bǔ)充代碼，完成本關(guān)任務(wù)
? ? /********* Begin *********/
? ? int x = 0;
? ? for(int i=0; i<48; i=i+6)
? ? {
? ? ? ? int row = In[i+0]*2 + In[i+5];
? ? ? ? int col = In[i+1]*8 + In[i+2]*4 + In[i+3]*2 + In[i+4];
? ? ? ? int num = S_BOX[i/6][row][col];
? ? ? ? for (int k=3; k>=0; k--) {
? ? ? ? ? ? Out[x+k] = num%2;
? ? ? ? ? ? num /= 2;
? ? ? ? }
? ? ? ? x += 4;
? ? }
? ? /********* End *********/
}
void F_FUNCTION(bool In[32], const bool Ki[48]) // f 函數(shù)完成擴(kuò)展置換、S-盒代替和P盒置換
{
? ? // 請(qǐng)?jiān)谶@里補(bǔ)充代碼，完成本關(guān)任務(wù)
? ? /********* Begin *********/
? ? // 第一步：擴(kuò)展置換，32 -> 48
? ? bool expandR[48];
? ? for(int i=0; i<48; i++)
? ? ? ? //expandR[47-i] = In[32-EXPAND_32to48[i]]; // 0x8c 0x22 0xe2 0x86 0x48 0x5a 0x4b 0xae
? ? ? ? expandR[i] = In[EXPAND_32to48[i]-1]; ? // 0x8c 0x22 0xe2 0x86 0x48 0x5a 0x4b 0xae
? ? // 第二步：異或
? ? XOR(expandR, Ki, 48);
? ? // 第三步：查找S_BOX置換表
? ? bool output[32];
? ? S_BOXF(output, expandR);
? ? // 第四步：P-置換，32 -> 32
? ? for(int i=0; i<32; i++){
? ? ? ? In[i] = output[TRANS_32to32[i]-1];
? ? }
? ? /********* End *********/
}
void DES(char Out[8], char In[8], const bool subKey[16][48], bool Type) ?// 標(biāo)準(zhǔn)DES Type: True加密/False解密
{
? ? // 請(qǐng)?jiān)谶@里補(bǔ)充代碼，完成本關(guān)任務(wù)
? ? /********* Begin *********/
? ? bool plain[64];
? ? bool left[32];
? ? bool right[32];
? ? bool newLeft[32];
? ? bool cipher[64];
? ? bool currentBits[64];
? ? ByteToBit(plain, In, 8);
? ? // 第一步：初始置換IP
? ? for(int i=0; i<64; i++)
? ? ? ? currentBits[i] = plain[TRANS_INIT[i]-1];
? ? // 第二步：獲取 Li 和 Ri
? ? for(int i=0; i<32; i++)
? ? ? ? left[i] = currentBits[i];
? ? for(int i=32; i<64; i++)
? ? ? ? right[i-32] = currentBits[i];
? ? // 第三步：共16輪迭代
? ? if (Type == true) { // 加密
? ? ? ? for(int round=0; round<16; round++)
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? memcpy(newLeft, right, sizeof(newLeft));
? ? ? ? ? ? F_FUNCTION(right,subKey[round]);
? ? ? ? ? ? XOR(right, left, 32);
? ? ? ? ? ? memcpy(left, newLeft, sizeof(left));
? ? ? ? }
? ? }
? ? if (Type == false) { // 解密
? ? ? ? for(int round=15; round>=0; round--)
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? memcpy(newLeft, right, sizeof(newLeft));
? ? ? ? ? ? F_FUNCTION(right,subKey[round]);
? ? ? ? ? ? XOR(right, left, 32);
? ? ? ? ? ? memcpy(left, newLeft, sizeof(left));
? ? ? ? }
? ? }
? ? // 第四步：合并L16和R16，注意合并為 R16L16
? ? for(int i=0; i<32; i++)
? ? ? ? //cipher[63-i] = left[31-i];
? ? ? ? cipher[i] = right[i];
? ? for(int i=32; i<64; i++)
? ? ? ? //cipher[63-i] = right[31-(i-32)];
? ? ? ? cipher[i] = left[(i-32)];
? ? // 第五步：結(jié)尾置換IP-1
? ? for(int i=0; i<64; i++)
? ? ? ? currentBits[i] = cipher[i];
? ? for(int i=0; i<64; i++)
? ? ? ? cipher[i] = currentBits[TRANS_END[i]-1];
? ? BitToByte(Out, cipher, 8);
? ? /********* End *********/
}
