DES算法程序实验报告`.docVIP

《密码编码学与网络安全》实验报告 题目：实验二 DES算法 姓名 戴光昱 052433 信息安全 实验环境：Windows XP Sp2 硬件环境：CPU：Intel Core 2 Duo T7100 硬盘：120G 内存：2G 实验要求： 应用DES算法编写一个程序。要求此程序能够进行正常的加解密。要求按照书中提供的算法进行模拟。 实验原理： Des算法是一种标准的对称加密算法，其精华就是明文经过一系列的复杂变化后，一般在不知密码的情况下要把它的恢复很难。 算法可以由四个部分描述：1.获取16个子密钥 2.初始置换置换函数ip?? 3.加密函数f 4.末置换函数 下是： 1.获取16个子密钥： 密码是64位的布尔值，经过以下步骤得到16个48位的字密钥： （1）去掉每个第八位，然后通过置换表，得到56位的子密钥 （2) 分成前后28位 （3）根据表对前后28为进行1～16轮的1或2位的循环 （4）移位后，再将两部分合并成56位，然后通过压缩置换得到48位子密钥 2.初始置换函数： 就是把64位的明文根据置换表置换成56位的明文，然后分成左右两部分 3.密码函数f 密码函数F的输入为32位的数据和48位的子E是扩展置换，把32位部分明文扩展成48位再与48的子密钥抑或，再经过s盒转化，成32位输出，最后再经过一个置换（p盒）就得到了密码函数的输出了。 然后把密码函数的输出跟初始置换后的左边32位抑或，结果作为新明文的后边，原右边作为新左边。 用16个子密钥重复上面的行为。 ???? s盒的过程：把48位分成8个6位，取6位的第一位和最后一位，这两位组成的数作为s盒的行，其他三位作为列，知道行列后就在s盒表中查到对应的的数，这个数是4位的，就用这个4位的数代替该6位的数。所以最后出来的是32位了。 4.f函数后，重组左右部分，得到64位，再一次末置换就得到了用des加密后的密文。 IP_1：int型一维数组，静态，用于存储初始置换矩阵的逆矩阵。 PC_1：int型一维数组，静态，用于存储置换选择矩阵1。 PC_2：int型一维数组，静态，用于存储置换选择矩阵2。 E：int型一维数组，静态，用于存储扩充置换矩阵。 P：int型一维数组，静态，用于置换函数矩阵。 S_Box：int型三维数组，静态，用于SBox矩阵设置。 LeftMove：int型一维数组，静态，用于设置左移位置列表。 keydata：int型一维数组，用于存储二进制加密密钥。 encryptdata：int型一维数组，用于存储二进制加密数据。 EncryptCode：byte型一维数组，用于存储加密操作完成后的字节数组。 KeyArray：int型二维数组，用于存储密钥初试化后的二维数组。 2.基本函数用途说明： UnitDes：初始化函数，用于将密钥初始化成字节型数组密钥。 KeyInitialize：用于初始化密钥，生成每一轮的子密钥。 Encrypt：每一轮的加密函数。 ReadDataToBirnaryIntArray：将数据转换为二进制数，存储到数组。 LeftBitMove：循环移位操作函数。 LoopF：落实到每一轮的具体操作函数。 GetEncryptResultOfByteArray：将存储64位二进制数据的数组中的数据转换为八个整数（byte）。 ByteDataFormat：字符串数组拼接函数。 DesEncrypt：具体的加、解密函数，由flag控制工作模式。 3.主要的算法思想： 1.初始化置换函数： for (i = 0; i 64; i++) { M[i] = timeData[IP[i] - 1]; // 明文IP变换 } 此语句将明文字节型数组矩阵进行了明文IP的置换。 2.每一轮变换的详细过程： 每一轮的扩充，S盒代换，P置换，以及L、R的交换具体由每轮LoopF函数实现： private void LoopF(int[] M, int times, int flag, int[][] keyarray) { int i; int j; int[] L0 = new int[32]; int[] R0 = new int[32]; int[] L1 = new int[32]; int[] R1 = new int[32]; int[] RE = new int[48]; int[][] S = new int[8][6]; int[] sBoxData = new int[8]; int[] sValue = new int[32]; int[] RP = new int[3