DES原理學習以及C語言實現(二)

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二、初始置換函數IP

以下就是置換表。是一個8*8矩陣。其中數字代表第一個,從一排從左向右數。

即將輸入的64位明文的第1位置換到第40位,第2位置換到第8位,第3位置換到第48位。以此類推,最後一位是原來的第7位。

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,

(這裏的數據是用戶輸入的數據的二進制形式)

它的輸入是8個字節64位,如果多了就進行分組。每組8個字節。不足8個字節進行補足。補足的方法有很多,但是該算法本身不提供,意思就是該算法是按照8個字節設計的,假設輸入就是剛好8個字節,而填充(補足)是實現的人去完成的。

比如PKCS7Padding填充方式爲.NET和JAVA的默認填充方式):

對加密數據字節長度對8取餘爲r,如r大於0,則補8-r個字節,字節爲8-r的值;如果r等於0,則補8個字節8。比如:

加密字符串爲爲AAA,則補位爲AAA55555;加密字符串爲BBBBBB,則補位爲BBBBBB22;加密字符串爲CCCCCCCC,則補位爲CCCCCCCC88888888。

C語言實現:

1、用戶輸入要加密的字符,爲了方便直接弄8個(多餘八個進行分組,不足8個補足)。

2、將輸入轉化爲二進制。

3、將轉化後的二進制進行IP置換。

主要有三個函數:轉化爲二進制、填充、IP

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>//要使用malloc是要包含此頭文件
#include <memory.h>//要使用memset是要包含此頭文件

int plaintextBinary[64];  //明文二進制
int inputBinary[64]; 
// 正向置換表
int DES_IP[] = 
{
	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
};

// 逆向置換表
int DES_NIP[] = 
{
	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
};


//將用戶的輸入轉換位二進制
void *toBinary(char *p)
{
	int temp;  //臨時存放
	int a =1;  //二進制時的餘數
	int m=0;
	int i,j,k;  //用於循環
	int b[8]={0};  //存放每個字符二進制
	printf("\n");
	for(i =0;i<8;i++)
	{
		temp = p[i];
		for(j=0;j<8;j++)
		{
			a=(int)temp%2;
			temp=temp/2;
			b[j]=a;
		}
		for(j=7;j>=0;j--)
		{
			inputBinary[m++]=b[j];
		}
	}
	printf("該數二進制爲:");
	for(j=0;j<64;j++)
	{
		if(j%8==0)
			printf("\n");
		printf("%d",inputBinary[j]);
	}
	printf("\n");
}
//PKCS7Padding  填充方式
//對加密數據字節長度對8取餘爲r,如r大於0,
//則補8-r個字節,字節爲8-r的值;如果r等於0,則補8個字節8。
//比如:
//加密字符串爲爲AAA,則補位爲AAA55555;
//加密字符串爲BBBBBB,則補位爲BBBBBB22;
//加密字符串爲CCCCCCCC,則補位爲CCCCCCCC88888888
//在這裏爲了簡單,如果r=0,就不補充
char *Padding(char *p,int m)
{
	int n=8-m;
	int i;
	if(m==8)
		return p;
	else
	{
		for(i=m;i<8;i++)
		{
			p[i]=(char)('0'+n);  
		}
		printf("\n填充過後的:");
		for (i=0;i<8;i++)//數組賦值
		{
			printf("%c",p[i]);
		}
		return p;
	}
}

//置換函數IP
void IP()
{
	int i;
	printf("IP置換後的明文:\n");
	for(i=0;i<64;i++)
	{
		plaintextBinary[i]=inputBinary[DES_IP[i]-1];
	}
	for(i=0;i<64;i++)
	{
		if(i%8==0&&i!=0)
			printf("\n");
		printf("%d",plaintextBinary[i]);

	}
}
int main()
{
	int m;  //爲方便  只能輸入英文且爲8個以內 
	int i;  //用作循環
	char *p;
	
	//用戶輸入
	printf("你要加密的英文字母個數(8個以內):");
	scanf("%d",&m);//scanf只是遇到回車符的時候結束,並沒有把回車符輸入,因此輸入流中還有一個回車符
	getchar();//把輸入流中的回車符讀走
	p = (char*)malloc(8*(sizeof(char)));//動態申請內存
	memset(p,0,8);//初始化,每個元素都爲零
	for (i=0;i<m; i++)//數組賦值
	{
		scanf("%c",&p[i]);
	}
	for (i=0;i<8;i++)//數組賦值
	{
		printf("%c",p[i]);
	}
	toBinary(Padding(p,m));
	IP();
	free(p);
	return 0;
}

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