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2009-12-03 15:09:50

头文件DES.h
 
#ifndef   _DES_ENCRYPT_DECRYPT 
#define   _DES_ENCRYPT_DECRYPT 

#define BYTE   unsigned char
#define LPBYTE   BYTE*  
#define LPCBYTE   const BYTE*
#define BOOL   int
class DES
{
public:  
  BOOL CDesEnter(LPCBYTE in, LPBYTE out, int datalen, const BYTE key[8], BOOL type);
  BOOL CDesMac(LPCBYTE mac_data, LPBYTE mac_code, int datalen, const BYTE key[8]);
private:
  void XOR(const BYTE in1[8], const BYTE in2[8], BYTE out[8]); 
  LPBYTE Bin2ASCII(const BYTE byte[64], BYTE bit[8]);
  LPBYTE ASCII2Bin(const BYTE bit[8], BYTE byte[64]); 
  void GenSubKey(const BYTE oldkey[8], BYTE newkey[16][8]);
  void endes(const BYTE m_bit[8], const BYTE k_bit[8], BYTE e_bit[8]);
  void undes(const BYTE m_bit[8], const BYTE k_bit[8], BYTE e_bit[8]);
  void SReplace(BYTE s_bit[8]); 
};
 

BOOL DES::CDesEnter(LPCBYTE in, LPBYTE out, int datalen, const BYTE key[8], BOOL type) 
{
  //判断输入参数是否正确,失败的情况为:
  //!in: in指针(输入缓冲)无效
  //!out: out指针(输出缓冲)无效
  //datalen<1: 数据长度不正确 
  //!key: 加/解密密码无效
  //type && ((datalen % 8) !=0:选择解密方式但是输入密文不为8的倍数
  if((!in) || (!out) || (datalen<1) || (!key) || (type && ((datalen % 8) !=0)))
    return false;
  if(type==0) //选择的模式是加密
  {
    // 用于存储待加密字串最后的若干字节
    // DES算法是以8个字节为单位进行加密,如果待加密字串以8为单位分段加密时,最后一段不足 0>.'w\,87B 
    //8字节,则在后面补0,使其最后一段的长度为8字节  
    // te8bit是作为存储待加密字串最后一段(不足8字节)的变量
    BYTE te8bit[8]={0,0,0,0,0,0,0,0}; 
    // 这是待加密字串的调整长度
    // 如果原始长度是8的整数倍,则调整长度的值和原来的长度一样
    // 如果原始长度不是8的整数倍,则调整长度的值是能被8整除且不大于原来长度的最大整数。
    //也就是不需要补齐的块的总长度。
    int te_fixlen = datalen - (datalen % 8);
    // 将待加密密文以8为单位分段,把最后长度不足8的一段存储到te8bit中。
    for(int i = 0; i < (datalen % 8); i++)
  te8bit[i] = in[te_fixlen + i];
    // 将待加密字串分以8字节为单位分段加密 
    for(i = 0; i < te_fixlen; i += 8)
        endes(in + i, key, out + i);
    // 如果待加密字串不是8的整数倍,则将最后一段补齐(补0)后加密
    if(datalen % 8 != 0)  
        endes(te8bit, key, out + datalen / 8 * 8);
  }
  else   //选择的模式是解密
  {
    // 将密文以8字节为单位分段解密 
    for(int i = 0; i < datalen; i += 8)
        undes(in + i, key, out + i); 
  } 
  return true;  
}  
 
BOOL DES::CDesMac(LPCBYTE mac_data, LPBYTE mac_code, int datalen, const BYTE key[8]) 
{
  //判断输入参数是否正确,失败的情况为:
  //!mac_data: mac_data指针(输入缓冲)无效
  //!mac_code: mac_code指针(输出缓冲)无效 
  //datalen<16: 数据长度不正确
  //datalen % 8 != 0: 数据长度不为8的整数倍
  //!key:密码不符合要求
  if((!mac_data) || (!mac_code) || (datalen < 16) || (datalen % 8 != 0) || (!key))
    return false;
  endes(mac_data, key, mac_code);
  for(int i = 8; i < datalen; i += 8)
  {
    XOR(mac_code, mac_data + i, mac_code);
    endes(mac_code, key, mac_code); 
  }
  return true;  

 

void DES::XOR(const BYTE in1[8], const BYTE in2[8], BYTE out[8])
{
  for(int i = 0; i < 8; i++)
    out[i] = in1[i] ^ in2[i];  
}

LPBYTE DES::Bin2ASCII(const BYTE byte[64], BYTE bit[8]) 
{
  for(int i = 0; i < 8; i++) 
  { 
    bit[i] = byte[i * 8] * 128 + byte[i * 8 + 1] * 64 + 
          byte[i * 8 + 2] * 32 + byte[i * 8 + 3] * 16 + 
          byte[i * 8 + 4] * 8 + byte[i * 8 + 5] * 4 +
          byte[i * 8 + 6] * 2 + byte[i * 8 + 7]; 
  }  
  return bit; 

LPBYTE DES::ASCII2Bin(const BYTE bit[8], BYTE byte[64]) 
{
  for(int i=0; i < 8; i++) 
    for(int j = 0; j < 8; j++)
        byte[i * 8 + j] = ( bit[i] >> (7 - j) ) & 0x01;
  return byte; 
}

void DES::GenSubKey(const BYTE oldkey[8], BYTE newkey[16][8]) 
{
  int i, k, rol = 0; 
  //缩小换位表1
  int pc_1[56] = {57,49,41,33,25,17,9,
          1,58,50,42,34,26,18,
          10,2,59,51,43,35,27,
          19,11,3,60,52,44,36, 
          63,55,47,39,31,23,15,
          7,62,54,46,38,30,22,
          14,6,61,53,45,37,29, 
          21,13,5,28,20,12,4};
  //缩小换位表2
  int pc_2[48] = {14,17,11,24,1,5,
          3,28,15,6,21,10, 
          23,19,12,4,26,8, 
          16,7,27,20,13,2, 
          41,52,31,37,47,55,
          30,40,51,45,33,48, 
          44,49,39,56,34,53,  
          46,42,50,36,29,32}; 
  //16次循环左移对应的左移位数 
  int ccmovebit[16] = {1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1};
  BYTE oldkey_byte[64]; 
  BYTE oldkey_byte1[64];
  BYTE oldkey_byte2[64]; 
  BYTE oldkey_c[56];
  BYTE oldkey_d[56];
  BYTE newkey_byte[16][64];
  ASCII2Bin(oldkey, oldkey_byte); 
  //位变换 . 
  for(i = 0; i < 56; i++)  
    oldkey_byte1[i] = oldkey_byte[pc_1[i] - 1]; 
  //分为左右两部分,复制一遍以便于循环左移
  for(i = 0; i < 28; i++)
    oldkey_c[i] = oldkey_byte1[i], oldkey_c[i + 28] = oldkey_byte1[i],
    oldkey_d[i] = oldkey_byte1[i + 28], oldkey_d[i + 28] = oldkey_byte1[i + 28];
  //分别生成16个子密钥
  for(i = 0; i < 16; i++)
  {
    //循环左移 3 
    rol += ccmovebit[i];
    //合并左移后的结果
    for(k = 0; k < 28; k++)
        oldkey_byte2[k] = oldkey_c[k + rol], oldkey_byte2[k + 28] = oldkey_d[k + rol]; 
    //位变换 
    for(k = 0; k < 48; k++)  
        newkey_byte[i][k] = oldkey_byte2[pc_2[k] - 1]; 
 
  }
  //生成最终结果
  for(i = 0; i < 16; i++)
    Bin2ASCII(newkey_byte[i], newkey[i]);
}
void DES::endes(const BYTE m_bit[8], const BYTE k_bit[8], BYTE e_bit[8]) 

  //换位表IP
  int ip[64] = {
        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
        };
  //换位表IP_1 
  int ip_1[64] ={
        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
        };
  //放大换位表
  int e[48] = {
        32,1, 2, 3, 4, 5, 
        4, 5, 6, 7, 8, 9,
        8, 9, 10,11,12,13,
        12,13,14,15,16,17,
        16,17,18,19,20,21,  
        20,21,22,23,24,25, 
        24,25,26,27,28,29,
        28,29,30,31,32,1
        }; 
  BYTE m_bit1[8] = {0};
  BYTE m_byte[64] = {0}; 
  BYTE m_byte1[64] = {0};
  BYTE key_n[16][8] = {0}; 
  BYTE l_bit[17][8] = {0};
  BYTE r_bit[17][8] = {0};
  BYTE e_byte[64] = {0};
  BYTE e_byte1[64] = {0};
  BYTE r_byte[64] = {0};
  BYTE r_byte1[64] = {0};
  int i, j;
  //根据密钥生成16个子密钥
  GenSubKey(k_bit, key_n);
  //将待加密字串变换成01串
  ASCII2Bin(m_bit, m_byte);
  //按照ip表对待加密字串进行位变换
  for(i = 0; i < 64; i++)
    m_byte1[i] = m_byte[ip[i] - 1];
  //位变换后的待加密字串
  Bin2ASCII(m_byte1, m_bit1);  
  //将位变换后的待加密字串分成两组,分别为前4字节L和后4字节R,作为迭代的基础(第0次迭代
  for(i = 0; i < 4; i++)
    l_bit[0][i] = m_bit1[i], r_bit[0][i] = m_bit1[i + 4];  
  //16次迭代运算
  for(i = 1; i <= 16; i++)
  {
    //R的上一次的迭代结果作为L的当前次迭代结果
    for(j = 0; j < 4; j++)
        l_bit[i][j] = r_bit[i-1][j];
    ASCII2Bin(r_bit[i-1], r_byte);
    //将R的上一次迭代结果按E表进行位扩展得到48位中间结果 
    for(j = 0; j < 48; j++)
        r_byte1[j] = r_byte[e[j] - 1];
    Bin2ASCII(r_byte1, r_bit[i-1]); 
    //与第I-1个子密钥进行异或运算
    for(j = 0; j < 6; j++) 
        r_bit[i-1][j] = r_bit[i-1][j] ^ key_n[i-1][j];  
 
    //进行S选择,得到32位中间结果
    SReplace(r_bit[i - 1]);
 
    //结果与L的上次迭代结果异或得到R的此次迭代结果 
    for(j = 0; j < 4; j++)
    {
        r_bit[i][j] = l_bit[i-1][j] ^ r_bit[i-1][j];
    }
  }
  //组合最终迭代结果
  for(i = 0; i < 4; i++)
    e_bit[i] = r_bit[16][i], e_bit[i + 4] = l_bit[16][i];
 
  ASCII2Bin(e_bit, e_byte);
  //按照表IP-1进行位变换
  for(i = 0; i < 64; i++)
    e_byte1[i] = e_byte[ip_1[i] - 1];
  //得到最后的加密结果
  Bin2ASCII(e_byte1, e_bit);
}
 
 

void DES::undes(const BYTE m_bit[8], const BYTE k_bit[8], BYTE e_bit[8])
{
  //换位表IP
  int ip[64] = {
        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
        };
  //换位表IP_1 
  int ip_1[64] = {
        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 
        };
  //放大换位表
  int e[48] = {
        32,1, 2, 3, 4, 5,
        4, 5, 6, 7, 8, 9, 
        8, 9, 10,11,12,13, 
        12,13,14,15,16,17, 
        16,17,18,19,20,21,  
        20,21,22,23,24,25,  
        24,25,26,27,28,29,  
        28,29,30,31,32,1  
        };  
  BYTE m_bit1[8] = {0};
  BYTE m_byte[64] = {0};
  BYTE m_byte1[64] = {0};
  BYTE key_n[16][8] = {0}; 
  BYTE l_bit[17][8] = {0}; 
  BYTE r_bit[17][8] = {0};
  BYTE e_byte[64] = {0};
  BYTE e_byte1[64] = {0};
  BYTE l_byte[64] = {0}; 
  BYTE l_byte1[64] = {0}; 
  int i = 0, j = 0; 
 
  //根据密钥生成16个子密钥
  GenSubKey(k_bit, key_n);
  //将待加密字串变换成01串 
  ASCII2Bin(m_bit, m_byte);
  //按照ip表对待加密字串进行位变换
  for(i = 0; i < 64; i++)
    m_byte1[i] = m_byte[ip[i] - 1];
  //位变换后的待加密字串 
  Bin2ASCII(m_byte1, m_bit1); 
  //将位变换后的待加密字串分成两组,分别为前4字节R和后4字节L,作为迭代的基础(第16次迭代)
  for(i = 0; i < 4; i++) 
    r_bit[16][i] = m_bit1[i], l_bit[16][i] = m_bit1[i + 4];
  //16次迭代运算 
  for(i = 16; i > 0; i--)
  {
    //L的上一次的迭代结果作为R的当前次迭代结果 
    for(j = 0; j < 4; j++) 
        r_bit[i-1][j] = l_bit[i][j]; 
    ASCII2Bin(l_bit[i], l_byte);  
    //将L的上一次迭代结果按E表进行位扩展得到48位中间结果 -/{FG.bpR; 
    for(j = 0; j < 48; j++)
        l_byte1[j] = l_byte[e[j] - 1];
    Bin2ASCII(l_byte1, l_bit[i]);
    //与第I-1个子密钥进行异或运算 
    for(j = 0; j < 6; j++)
        l_bit[i][j] = l_bit[i][j] ^ key_n[i-1][j];
    //进行S选择,得到32位中间结果 
    SReplace(l_bit[i]);
    //结果与R的上次迭代结果异或得到L的此次迭代结果
    for(j = 0; j < 4; j++)
    {
        l_bit[i-1][j] = r_bit[i][j] ^ l_bit[i][j];  
    } 
  } 
  //组合最终迭代结果 
  for(i = 0; i < 4; i++)
    e_bit[i] = l_bit[0][i], e_bit[i + 4] = r_bit[0][i];
  ASCII2Bin(e_bit, e_byte);
  //按照表IP-1进行位变换
  for(i = 0; i < 64; i++)
    e_byte1[i] = e_byte[ip_1[i] - 1];  
  //得到最后的结果
  Bin2ASCII(e_byte1, e_bit);

/*
*   SReplace 函数说明:
*     S选择
*   返回:
*     无
*   参数: 
*     BYTE s_bit[8] 输入暨选择后的输出
*/ 
void DES::SReplace(BYTE s_bit[8])
{
  int p[32] = {
        16,7,20,21,
        29,12,28,17,
        1,15,23,26,
        5,18,31,10, 
        2,8,24,14, 
        32,27,3,9,  
        19,13,30,6, 
        22,11,4,25 
        }; 
  BYTE s[][4][16] ={
                {
                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  
                }, 
                {
                15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,
                3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5, 
                0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,
                13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9 
                },
                { 
                10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8, 
                13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,
                13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,
                1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12  
                },
                {
                7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15, 
                13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9, 
                10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
                3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14
                },
                {
                2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,
                14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,
                4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,
                11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3,
                },
                {
                12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,
                10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8, 
                9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,
                4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13
                },
                {  
                4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,
                13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
                1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2, 
                6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12
                },
                {
                13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,  
                1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2, 
                7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,
                2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11
                }
            };
  BYTE s_byte[64] = {0}; 
  BYTE s_byte1[64] = {0};
  BYTE row = 0, col = 0;  
  BYTE s_out_bit[8] = {0};
  //转成二进制字符串处理
  ASCII2Bin(s_bit, s_byte);
  for(int i = 0; i < 8; i++)  
  {
    //0、5位为row,1、2、3、4位为col,在S表中选择一个八位的数 
    row = s_byte[i * 6] * 2 + s_byte[i * 6 + 5];
    col = s_byte[i * 6 + 1] * 8 + s_byte[i * 6 + 2] * 4 + s_byte[i * 6 + 3] * 2 + s_byte[i * 6 + 4]; 
    s_out_bit[i] = s[i][row][col];
  }
  //将八个选择的八位数据压缩表示
  s_out_bit[0] = (s_out_bit[0] << 4) + s_out_bit[1];
  s_out_bit[1] = (s_out_bit[2] << 4) + s_out_bit[3];
  s_out_bit[2] = (s_out_bit[4] << 4) + s_out_bit[5]; 
  s_out_bit[3] = (s_out_bit[6] << 4) + s_out_bit[7];
  //转成二进制字符串处理 
  ASCII2Bin(s_out_bit, s_byte);
  //换位 kgb.obol.A 
  for(i = 0; i < 32; i++)
    s_byte1[i] = s_byte[p[i] - 1];  
  //生成最后结果 
  Bin2ASCII(s_byte1, s_bit);

#endif
 
 
 
DES.cpp
 
#include "DES.h"
#include
#include
void main()
{
DES temp;
char* encode = "abcdefg123400000005";
char result[40];
char result2[40];
const unsigned char key[8]={1,2,3,4,5,6,7,8};
temp.CDesEnter((unsigned char*)encode,(unsigned char*)result,19,key,0);
temp.CDesEnter((unsigned char*)result,(unsigned char*)result2,40,key,1);
printf("result=%s",result2);
}
 
 
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