DES算法的介绍与C语言实现
2012-08-03 11:04
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2008-04-28 14:56
一、DES算法介绍
DES( Data Encryption Standard)算法，于1977年得到美国政府的正式许可，是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。以下简要地介绍该算法的步骤。
A. 密钥生成
1、取得密钥
从用户处取得一个64位长的密码key ，去除64位密码中作为奇偶校验位的第8、16、24、32、40、48、56、64位，剩下的56位作为有效输入密钥。
2、 等分密钥
把生成的56位输入密钥分成均等的A，B两部分，每部分为28位，参照表1和表2把输入密钥的位置填入相应的位置。 按表1所示A的第一位为输入的64位密钥的第57位，A的第2位为64位密钥的第49位，……，依此类推，A的最后一位是64位密钥的第36位。
3、 密钥的移位
DES算法的密钥是经过16次迭代得到一组密钥的，把生成的A，B视为迭代的起始密钥，表3显示在第I次迭代时密钥循环左移的位数。 比如在第1次迭代时密钥循环左移1位，第3次迭代时密钥循环左移2位。 第9次迭代时密钥循环左移1位，第14次迭代时密钥循环左移2位。
4、 密钥的选取
把第I次迭代生成的两个28位长的密钥为合并，按表4所示k的第一位为56位密钥的第14位，k的第2位为56位密钥的第17位，……，依此类推，k的最后一位是56位密钥的第32位。 这样就得到子密钥K[I]。
5、迭代
DES算法密钥生成需要进行16次迭代，在完成16次迭代前，循环执行密钥的移位和密钥的选取。最终形成16个子密钥：K[0]，K[1]，……，[15]。
B. 数据的加密操作
1、 取得数据
把明文数据分成64位的数据块，不够64位的数据块以适当的方式补足。
2、 初始换位
按表5所示，把输入的64位数据的原第58位换到第一位，原第50位换到第二位，……，依此类推，最后的得到新的64位数据。
3 、数据扩展
第一次迭代以刚生成的新数据作为输入数据，第I（I > 1）次迭代以第I－1次的64位输出数据为输入数据，把64位数据按位置等分成左右两部分：left和right。
保持left不变，根据表6把right由32位扩展成48位
把扩展后的48位right与第I次迭代生成的48位子密钥，进行按位异或原是，形成一个新的48位的right。
4、 数据压缩
上面形成的48位的right值， 需要把它转换成32位的right值。把right视为由8个6位二进制组成， a，b，……，h都是6位，强制转换成10进制整数的值都不大于64 ，a，b，……，h转成10进制整数后，在对应的表中根据转换后整数值，取得对应位置的替代值， a对应表7.1，b对应表7.2，……，h对应表7.8。每6位用一个4位替换这样就完成了从48位向32位数据的转换。比如：
a = 32 ，那么到表7.1中找到32的位置，把对应的替代值0x8赋给a；
d = 53 ，那么到表7.4中找到的位置，把对应的替代值 0x3赋给d ；
g = 16， 那么到表7.7中找到16的位置，把对应的替代值0xa赋给g；
5 、数据换位
把上面形成的32位right，根据表8进行转换。数据的原第16位换到第一位，原第7位换到第二位，……，依此类推，最后得到新的32位数据。
6 、交换数据
把right 和left按位异或运算后的值赋给right，然后将本轮输入的原始right值赋给left。
7 、迭代
DES算法需要进行16次迭代，在完成16次迭代前，把第I－1次得到的left和right的值作为第I次的输入数据，重复3，4，5，6的步骤，但是有一点要记住：在步骤3中第I次迭代要选择第I次迭代生成的子密钥与数据进行按位异或运算。
8 、数据整理
为保证加密和解密的对称性，DES算法的前15次迭代每完成一次迭代都要交换left和right的值，第16次迭代不交换两者的数值。 到此把32位的left和right合并成64位的数据。
根据表9重新调整位置。数据的原第40位换到第一位，原第8位换到第二位，……，依此类推，最后的得到新的64位数据，即为密文。
C. 数据的解密
数据解密的算法与加密算法相同，区别在于和数据进行按位异或运算时，子密钥的使用顺序不同，在加密中是按照第I次迭代就采用第I次迭代生成的子密钥进行异或，而解密时第I次迭代就采用第15－I次迭代生成的密钥和数据进行异或。
二、算法的实现
以下是用c语言编写的基于DES算法的核心加密解密程序的接口函数。
1、加密函数
unsigned char enDES(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen);//加密
功能：本函数实现了根据初始密钥生成16个子密钥。把明文数据分割成64位的数据块，逐块实现16次循环迭代加密。密文数据放指针outdata所指向的内存中，它必须提前分配，并要求足够大（>inlen+8）。这是最简单的ECB模式的DES加密。
参数：
indata：指向明文数据的指针。
inlen：明文数据的长度。
key：用户输入的密钥。
outdata：存放密文数据的指针。
outlen：传入outdata内存的大小，传出密文数据的长度。
返回值：1－成功，0－失败。
unsigned char enDES_cbc(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen,unsigned char* iv);
功能：本函数实现了根据初始密钥生成16个子密钥。把明文数据分割成64位的数据块，逐块实现16次循环迭代加密。密文数据放指针outdata所指向的内存中，它必须提前分配，并要求足够大（>inlen+8）。这是CBC模式的DES加密。
参数：
indata：指向明文数据的指针。
inlen：明文数据的长度。
key：用户输入的密钥。
outdata：存放密文数据的指针。
outlen：传入outdata内存的大小，传出密文数据的长度。
返回值：1－成功，0－失败。
unsigned char enY5DES(gYan5DES* y5);
功能：本函数是专门为研五封装的加密接口。内部调用了enDES函数和base64编码的函数。
参数：
Y5：结构体指针。
返回值：1－成功，0－失败。
2、解密函数
unsigned char unDES(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen);//解密
功能：本函数实现了根据初始密钥生成16个子密钥。把密文数据分割成64位的数据块，逐块实现16次循环迭代解密。明文数据放指针outdata所指向的内存中，它必须提前分配，并要求足够大（>inlen+8）。这是最简单的ECB模式的DES加密。
参数：
indata：指向密文数据的指针。
inlen：密文数据的长度。
key：用户输入的密钥。
outdata：存放明文数据的指针。
outlen：传入outdata内存的大小，传出明文数据的长度。
返回值：1－成功，0－失败。
unsigned char* unDES_cbc(unsigned char* data,unsigned char* key,\
unsigned long inlen,unsigned long* outlen,char* iv);//解密
功能：本函数实现了根据初始密钥生成16个子密钥。把密文数据分割成64位的数据块，逐块实现16次循环迭代解密。明文数据放指针outdata所指向的内存中，它必须提前分配，并要求足够大（>inlen+8）。这是CBC模式的DES加密。
参数：
data：指向密文数据的指针。
key：用户输入的密钥。
inlen：密文数据的长度。
outlen：传入outdata内存的大小，传出明文数据的长度。
iv：初始向量。
返回值：1－成功，0－失败。
unsigned char unY5DES(gYan5DES* y5);
功能：本函数是专门为研五封装的解密接口。内部调用了base64解码的函数和unDES函数。
参数：
Y5：结构体指针。
返回值：1－成功，0－失败。
3、密钥生成函数
void randKey(unsigned char key[8]);//生成随机密钥
功能： 本函数调用编译器的参数随机数的函数，生成一个64位的随机密钥。由于随机数参产生器产生的不是真正的随机数，所以这种方法不可靠。
参数：
key[]：存放8字节二进制密钥的数组。
返回值：无返回值。
4、加密解密公共函数
unsigned char comDES(unsigned char in[8],unsigned char out[8],
unsigned char subkey[16][8],unsigned char flg);
功能：根据加密解密标志flg和16个48位的子密钥subkey。把64位的初始数据in，加密解密成64位的新数据out。
5、生成子密钥函数
void genKey(unsigned char*,unsigned char[16][8]);
功能：根据用户给出的一个64位密钥，产生16个48位的子密钥。
6、S盒代替函数
void sReplace(unsigned char*) ;
功能：实现S盒代替，把48位的数据压缩到32位。
//作者：高金山
//日期：2004年3月
//说明：本文件包含了DES加密解密的函数。
//循环移位表,PC-1表,PC-2表,IP表,IP-1表,
//E扩展表,P变换表,S盒等都可以自己设置
#define g_RUN_ON_PC//pc上运行的标志
#ifndef g_RUN_ON_PC
#include "release.h"
#else
#include "stdlib.h"
#define bmalloc malloc
#endif
#include "gjsDES.h"
void xTran(unsigned char q[8],unsigned char p[8],unsigned char xTab[],int xLen)
{//根据置换表xTab将64位q转换成p
int i,qt,pt,tt;//qt,pt分别表示q,p的第几个字节,tt暂存
for(i=0;i<8;i++)
p[i]=0;//先清零
for(i=0;i<xLen;i++)
{//循环置位
pt=i/8;
qt=(xTab[i]-1)/8;
tt=q[qt] << ((xTab[i]-1) % 8);
tt=tt & 0x80;//1000 0000
tt=tt >> (i % 8);
p[pt]=p[pt] | tt;
}
}
void genKey(unsigned char *key,unsigned char nkey[16][8])
{//由初始密钥okey生成16个子密钥nkey
unsigned char movebit[16]={//循环移位表。
1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1};
unsigned char pc_1[56]={//PC-1置换。
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};
unsigned char pc_2[48]={//PC-2置换。
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};
unsigned char tkey[8],tt[8];//暂存64字节
unsigned long key_c,key_d; //前28位,后28位
int i=0,j=0;
for(i=0;i<8;i++) tkey[i]=0;
i=0;//strcpy(tkey,key);
while((*(key+i)!='\0')&&(i<8))
{ tkey[i]=*(key+i);i++; }
xTran(tkey,tt,pc_1,56); //PC-1置换
key_c=(*(tt+0)<<24)+(*(tt+1)<<16)+(*(tt+2)<<8)+(*(tt+3));
key_c=key_c & 0xfffffff0;//将前28位移入key_c的高28位
key_d=(*(tt+3)<<24)+(*(tt+4)<<16)+(*(tt+5)<<8)+(*(tt+6));
key_d=key_d & 0x0fffffff;//将后28位移入key_d低28位
for(i=0;i<16;i++)
{ //移位以得到各个子密钥
//根据移位表对c,d进行循环左移
key_c=(key_c<<movebit[i]) | ((key_c>>(28-movebit[i])) & 0xfffffff0);
key_d=((key_d<<movebit[i])& 0x0fffffff) | (key_d>>(28-movebit[i]));
for(j=0;j<8;j++)
tt[j]=0;//清零
*(tt+0)=key_c>>24;*(tt+1)=key_c>>16;
*(tt+2)=key_c>>8;*(tt+3)=key_c;//合并c到tt
*(tt+3)|=(key_d>>24);*(tt+4)=key_d>>16;
*(tt+5)=key_d>>8;*(tt+6)=key_d;//合并d到tt
xTran(tt,nkey[i],pc_2,48);//PC-2置换
}
}//生产子密钥结束
void sReplace(unsigned char right_s[8])
{//查找S盒，把扩展成48位的数据，替换成32位的数据
unsigned char p[32]={//P置换。
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 } ;
unsigned char s[][4][16] =
{{//S盒1。 S盒都可以自己设置
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 },
{//S盒2
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 },
{//S盒3
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 },
{//S盒4
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 },
{ //S盒5
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 },
{//S盒6
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 },
{//S盒7
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 },
{//S盒8
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 }};
unsigned char row,col,tmp_s[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};
unsigned short tt;
int i=0;
for(i=0;i<=7;i++)
{//从S盒中取数
row=0,col=0;tt=0;
tt=((right_s[i*6/8]<<8) + (right_s[i*6/8+1])) >> (10-i*6 % 8);//取六位放到tt低6位
row=(row | ((tt>>5) & 0x01)) << 1;//取6位的第0位付给row的6位
row=(row | ((tt>>0) & 0x01)) << 0;//取6位的第5位付给row的7位
col=(tt >> 1) & 0x0f;//取6位的第1,2,3,4位付给row的低四位
//根据行和列的值从S盒中取数
tmp_s[i/2]=tmp_s[i/2]|s[i][row][col]<<4*((i+1)%2);
} //s_out[0-3]:???????? ???????? ???????? ???????? 00000000...
xTran(tmp_s,right_s,p,32); //P置换
}//S代替的结束
#define g_ENCRYPT_FLAG 1
#define g_DECRYPT_FLAG 2
unsigned char comDES(unsigned char in[8],unsigned char out[8],
unsigned char subkey[16][8],unsigned char flg)
{//单重DES加解密的公共函数 in输入数据 key密钥 out输出数据
unsigned char ip[64]={////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 };
unsigned char ip_1[64]={//IP-1置换。可根据IP表生成
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 };
unsigned char e[48] ={//E扩展。
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};
unsigned char left[8],right[8],temp[8];//数据的左32位,右32位,暂存
int i=0,j=0,k=0;
xTran(in,temp,ip,64); //IP置换
for(i=0;i<=3;i++) left[i]=temp[i] ;//将明文左32位放到left中
for(i=4;i<=7;i++) right[i-4]=temp[i] ;//将明文右32位放到right中
for(i=0;i<16;i++)
{//16层循环
if(flg==g_ENCRYPT_FLAG) k=i;
else if(flg==g_DECRYPT_FLAG) k=15-i;
else return 0;
for(j=0;j<=3;j++)
{
temp[j]=left[j];//将left暂存起来
left[j]=right[j];//L(n) = R(n-1)
}
xTran(left,right,e,48);//对right进行E扩展
for(j=0;j<6;j++)
right[j]=right[j]^subkey[k][j];//48位的数据右部与密钥异或
sReplace(right) ;//将48位的right变为32位
for(j=0;j<=3;j++)
{//获得下一个right
right[j]=temp[j] ^ right[j] ;//f(R(n-1),k)
}
}
for(i=0;i<4;i++) temp[i]=right[i]; //合并right和left到temp(64位)
for(i=4;i<8;i++) temp[i]=left[i-4];//右边左边互换,因为最后一次不用交换
//for(i=0;i<64;i++) ip_1[ip[i]-1]=i+1;//生成IP-1置换表
xTran(temp,out,ip_1,64);//IP-1置换
return 1;
}//单重DES加解密结束
//=======================================DES====================================
unsigned char enDES(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char* key,\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen)
{//加密
unsigned char *p,*p1,s_key[16][8],tt[8];
long tlen=0,i=0,ttlen=0;
if((indata==NULL)||(outdata==NULL)||(key==NULL)
||(outlen==NULL)||(inlen<=0)||(*outlen<inlen))
return 0;//传入参数错误
p=indata;
tlen=inlen/8;
if(inlen%8!=0)
tlen=tlen+1;
tlen=tlen*8;//补整
*outlen=tlen;//密文长度
p1=outdata;tlen=inlen;
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
genKey(key,s_key);//获取16个子密钥
while(tlen>0)
{//逐64位循环加密
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
ttlen=(tlen<8)?tlen:8;
for(i=0;i<ttlen;i++)
tt[i]=*(p+i);//取原数据
comDES(tt,p1,s_key,g_ENCRYPT_FLAG);
p=p+8;p1=p1+8;tlen=tlen-8;
}
return 1;
}
unsigned char unDES(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char* key,\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen)
{//解密
unsigned char *p,*p1,s_key[16][8],tt[8];
long tlen=0,i=0,ttlen=0;
if((indata==NULL)||(outdata==NULL)||(key==NULL)
||(outlen==NULL)||(inlen<=0)||(*outlen<inlen))
return 0;//传入参数错误
p=indata;
tlen=inlen/8;
if(inlen%8!=0)
tlen=tlen+1;
tlen=tlen*8;//补整
*outlen=tlen;//明文长度
p1=outdata;tlen=inlen;
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
genKey(key,s_key);//获取16个子密钥
while(tlen>0)
{//逐64位循环解密
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
ttlen=(tlen<8)?tlen:8;
for(i=0;i<ttlen;i++)
tt[i]=*(p+i);//取原数据
comDES(tt,p1,s_key,g_DECRYPT_FLAG);
p=p+8;p1=p1+8;tlen=tlen-8;
}
return 1;
}
//================随机生成密钥========================
void randKey(unsigned char key[8])
{//根随机生成一个64位(8字节)的密钥
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
key[i]=rand() % 0x0100;
};
//==============DES-CBC============================================================
unsigned char enDES_cbc(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char* key,\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen,unsigned char* iv)
{//DES-CBC加密
unsigned char *p,*p1,s_key[16][8],tt[8],ivt[8];
long tlen=0,i=0,ttlen=0;
if((indata==NULL)||(outdata==NULL)||(key==NULL)||(iv==NULL)
||(outlen==NULL)||(inlen<=0)||(*outlen<inlen))
return 0;//传入参数错误
for(i=0;i<8;i++)
ivt[i]=iv[i];
p=indata;
tlen=inlen/8;
if(inlen%8!=0)
tlen=tlen+1;
tlen=tlen*8;//补整
*outlen=tlen;//密文长度
p1=outdata;tlen=inlen;
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
genKey(key,s_key);//获取16个子密钥
while(tlen>0)
{//逐64位循环加密
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
ttlen=(tlen<8)?tlen:8;
for(i=0;i<ttlen;i++)
tt[i]=*(p+i);//取原数据
for(i=0;i<8;i++)//与iv异或
tt[i]=tt[i] ^ ivt[i];
comDES(tt,p1,s_key,g_ENCRYPT_FLAG);
for(i=0;i<8;i++)
ivt[i]=p1[i];
p=p+8;p1=p1+8;tlen=tlen-8;
}
return 1;
}
unsigned char unDES_cbc(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char* key,\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen,unsigned char* iv)
{//DES-CBC解密
unsigned char *p,*p1,s_key[16][8],tt[8],ivt[8];
long tlen=0,i=0,ttlen=0;
if((indata==NULL)||(outdata==NULL)||(key==NULL)||(iv==NULL)
||(outlen==NULL)||(inlen<=0)||(*outlen<inlen))
return 0;//传入参数错误
for(i=0;i<8;i++)
ivt[i]=iv[i];
p=indata;
tlen=inlen/8;
if(inlen%8!=0)
tlen=tlen+1;
tlen=tlen*8;//补整
*outlen=tlen;//明文长度
p1=outdata;tlen=inlen;
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
genKey(key,s_key);//获取16个子密钥
while(tlen>0)
{//逐64位循环解密
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
ttlen=(tlen<8)?tlen:8;
for(i=0;i<ttlen;i++)
tt[i]=*(p+i);//取原数据
comDES(tt,p1,s_key,g_DECRYPT_FLAG);
for(i=0;i<8;i++)//与iv异或
p1[i]=p1[i] ^ ivt[i];
for(i=0;i<8;i++)
ivt[i]=tt[i];
p=p+8;p1=p1+8;tlen=tlen-8;
}
return 1;
}
unsigned char enY5DES(gYan5DES* y5)
{//研五DES加密
int flag=0;
if((y5==NULL)||(y5->len>g_YAN5_DES_LEN)
||(y5->len==0)||(y5->len%8!=0))
return 0;//传入参数错误
flag=enDES(y5->indata,y5->len,y5->key,y5->outdata,&(y5->len));
if(flag) return 1;
else return 0;
}
unsigned char unY5DES(gYan5DES* y5)
{//研五DES解密
int flag=0;
if((y5==NULL)||(y5->len>g_YAN5_DES_LEN)
||(y5->len==0)||(y5->len%8!=0))
return 0;//传入参数错误
flag=unDES(y5->indata,y5->len,y5->key,y5->outdata,&(y5->len));
if(flag) return 1;
else return 0;
}
void clrYan5DES(gYan5DES* y5)
{//清空结构
int i=0;
if(y5==NULL) return;
for(i=0;i<g_YAN5_DES_LEN;i++)
{
y5->indata[i]=0;
y5->outdata[i]=0;
}
for(i=0;i<8;i++)
y5->key[i]=0;
y5->len=0;
}
2、 程序头文件
#ifndef _GJS_DES_H
#define _GJS_DES_H
//====================研５专用接口=======================
#define g_YAN5_DES_LEN 128
typedef struct g_Yan5DES
{//研五加解密专用结构
unsigned char indata[g_YAN5_DES_LEN];
unsigned char outdata[g_YAN5_DES_LEN];
unsigned char key[8];
unsigned long len;
} gYan5DES;
unsigned char enY5DES(gYan5DES* y5);//加密
unsigned char unY5DES(gYan5DES* y5);//解密
void clrYan5DES(gYan5DES* y5);
//====================CBC-DES和ECB-DES接口=====================
unsigned char enDES_cbc(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen,unsigned char* iv);//加密
unsigned char unDES_cbc(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen,unsigned char* iv);//解密
unsigned char enDES(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen);//加密
unsigned char unDES(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen);//解密
void randKey(unsigned char key[8]);//生成随机密钥
//====================以下函数自己调用========================
//加解密的公共函数
unsigned char comDES(unsigned char in[8],unsigned char out[8],\
unsigned char subkey[16][8],unsigned char flg);
//生成16个子密钥(48位有效)
void genKey(unsigned char*,unsigned char[16][8]);
//S盒代替和P置换(48位->32位)
void sReplace(unsigned char*) ;
#endif
一、DES算法介绍
DES( Data Encryption Standard)算法，于1977年得到美国政府的正式许可，是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。以下简要地介绍该算法的步骤。
A. 密钥生成
1、取得密钥
从用户处取得一个64位长的密码key ，去除64位密码中作为奇偶校验位的第8、16、24、32、40、48、56、64位，剩下的56位作为有效输入密钥。
2、 等分密钥
把生成的56位输入密钥分成均等的A，B两部分，每部分为28位，参照表1和表2把输入密钥的位置填入相应的位置。 按表1所示A的第一位为输入的64位密钥的第57位，A的第2位为64位密钥的第49位，……，依此类推，A的最后一位是64位密钥的第36位。
3、 密钥的移位
DES算法的密钥是经过16次迭代得到一组密钥的，把生成的A，B视为迭代的起始密钥，表3显示在第I次迭代时密钥循环左移的位数。 比如在第1次迭代时密钥循环左移1位，第3次迭代时密钥循环左移2位。 第9次迭代时密钥循环左移1位，第14次迭代时密钥循环左移2位。
4、 密钥的选取
把第I次迭代生成的两个28位长的密钥为合并，按表4所示k的第一位为56位密钥的第14位，k的第2位为56位密钥的第17位，……，依此类推，k的最后一位是56位密钥的第32位。 这样就得到子密钥K[I]。
5、迭代
DES算法密钥生成需要进行16次迭代，在完成16次迭代前，循环执行密钥的移位和密钥的选取。最终形成16个子密钥：K[0]，K[1]，……，[15]。
B. 数据的加密操作
1、 取得数据
把明文数据分成64位的数据块，不够64位的数据块以适当的方式补足。
2、 初始换位
按表5所示，把输入的64位数据的原第58位换到第一位，原第50位换到第二位，……，依此类推，最后的得到新的64位数据。
3 、数据扩展
第一次迭代以刚生成的新数据作为输入数据，第I（I > 1）次迭代以第I－1次的64位输出数据为输入数据，把64位数据按位置等分成左右两部分：left和right。
保持left不变，根据表6把right由32位扩展成48位
把扩展后的48位right与第I次迭代生成的48位子密钥，进行按位异或原是，形成一个新的48位的right。
4、 数据压缩
上面形成的48位的right值， 需要把它转换成32位的right值。把right视为由8个6位二进制组成， a，b，……，h都是6位，强制转换成10进制整数的值都不大于64 ，a，b，……，h转成10进制整数后，在对应的表中根据转换后整数值，取得对应位置的替代值， a对应表7.1，b对应表7.2，……，h对应表7.8。每6位用一个4位替换这样就完成了从48位向32位数据的转换。比如：
a = 32 ，那么到表7.1中找到32的位置，把对应的替代值0x8赋给a；
d = 53 ，那么到表7.4中找到的位置，把对应的替代值 0x3赋给d ；
g = 16， 那么到表7.7中找到16的位置，把对应的替代值0xa赋给g；
5 、数据换位
把上面形成的32位right，根据表8进行转换。数据的原第16位换到第一位，原第7位换到第二位，……，依此类推，最后得到新的32位数据。
6 、交换数据
把right 和left按位异或运算后的值赋给right，然后将本轮输入的原始right值赋给left。
7 、迭代
DES算法需要进行16次迭代，在完成16次迭代前，把第I－1次得到的left和right的值作为第I次的输入数据，重复3，4，5，6的步骤，但是有一点要记住：在步骤3中第I次迭代要选择第I次迭代生成的子密钥与数据进行按位异或运算。
8 、数据整理
为保证加密和解密的对称性，DES算法的前15次迭代每完成一次迭代都要交换left和right的值，第16次迭代不交换两者的数值。 到此把32位的left和right合并成64位的数据。
根据表9重新调整位置。数据的原第40位换到第一位，原第8位换到第二位，……，依此类推，最后的得到新的64位数据，即为密文。
C. 数据的解密
数据解密的算法与加密算法相同，区别在于和数据进行按位异或运算时，子密钥的使用顺序不同，在加密中是按照第I次迭代就采用第I次迭代生成的子密钥进行异或，而解密时第I次迭代就采用第15－I次迭代生成的密钥和数据进行异或。
二、算法的实现
以下是用c语言编写的基于DES算法的核心加密解密程序的接口函数。
1、加密函数
unsigned char enDES(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen);//加密
功能：本函数实现了根据初始密钥生成16个子密钥。把明文数据分割成64位的数据块，逐块实现16次循环迭代加密。密文数据放指针outdata所指向的内存中，它必须提前分配，并要求足够大（>inlen+8）。这是最简单的ECB模式的DES加密。
参数：
indata：指向明文数据的指针。
inlen：明文数据的长度。
key：用户输入的密钥。
outdata：存放密文数据的指针。
outlen：传入outdata内存的大小，传出密文数据的长度。
返回值：1－成功，0－失败。
unsigned char enDES_cbc(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen,unsigned char* iv);
功能：本函数实现了根据初始密钥生成16个子密钥。把明文数据分割成64位的数据块，逐块实现16次循环迭代加密。密文数据放指针outdata所指向的内存中，它必须提前分配，并要求足够大（>inlen+8）。这是CBC模式的DES加密。
参数：
indata：指向明文数据的指针。
inlen：明文数据的长度。
key：用户输入的密钥。
outdata：存放密文数据的指针。
outlen：传入outdata内存的大小，传出密文数据的长度。
返回值：1－成功，0－失败。
unsigned char enY5DES(gYan5DES* y5);
功能：本函数是专门为研五封装的加密接口。内部调用了enDES函数和base64编码的函数。
参数：
Y5：结构体指针。
返回值：1－成功，0－失败。
2、解密函数
unsigned char unDES(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen);//解密
功能：本函数实现了根据初始密钥生成16个子密钥。把密文数据分割成64位的数据块，逐块实现16次循环迭代解密。明文数据放指针outdata所指向的内存中，它必须提前分配，并要求足够大（>inlen+8）。这是最简单的ECB模式的DES加密。
参数：
indata：指向密文数据的指针。
inlen：密文数据的长度。
key：用户输入的密钥。
outdata：存放明文数据的指针。
outlen：传入outdata内存的大小，传出明文数据的长度。
返回值：1－成功，0－失败。
unsigned char* unDES_cbc(unsigned char* data,unsigned char* key,\
unsigned long inlen,unsigned long* outlen,char* iv);//解密
功能：本函数实现了根据初始密钥生成16个子密钥。把密文数据分割成64位的数据块，逐块实现16次循环迭代解密。明文数据放指针outdata所指向的内存中，它必须提前分配，并要求足够大（>inlen+8）。这是CBC模式的DES加密。
参数：
data：指向密文数据的指针。
key：用户输入的密钥。
inlen：密文数据的长度。
outlen：传入outdata内存的大小，传出明文数据的长度。
iv：初始向量。
返回值：1－成功，0－失败。
unsigned char unY5DES(gYan5DES* y5);
功能：本函数是专门为研五封装的解密接口。内部调用了base64解码的函数和unDES函数。
参数：
Y5：结构体指针。
返回值：1－成功，0－失败。
3、密钥生成函数
void randKey(unsigned char key[8]);//生成随机密钥
功能： 本函数调用编译器的参数随机数的函数，生成一个64位的随机密钥。由于随机数参产生器产生的不是真正的随机数，所以这种方法不可靠。
参数：
key[]：存放8字节二进制密钥的数组。
返回值：无返回值。
4、加密解密公共函数
unsigned char comDES(unsigned char in[8],unsigned char out[8],
unsigned char subkey[16][8],unsigned char flg);
功能：根据加密解密标志flg和16个48位的子密钥subkey。把64位的初始数据in，加密解密成64位的新数据out。
5、生成子密钥函数
void genKey(unsigned char*,unsigned char[16][8]);
功能：根据用户给出的一个64位密钥，产生16个48位的子密钥。
6、S盒代替函数
void sReplace(unsigned char*) ;
功能：实现S盒代替，把48位的数据压缩到32位。
DES算法的源代码
1、 程序源文件//作者：高金山
//日期：2004年3月
//说明：本文件包含了DES加密解密的函数。
//循环移位表,PC-1表,PC-2表,IP表,IP-1表,
//E扩展表,P变换表,S盒等都可以自己设置
#define g_RUN_ON_PC//pc上运行的标志
#ifndef g_RUN_ON_PC
#include "release.h"
#else
#include "stdlib.h"
#define bmalloc malloc
#endif
#include "gjsDES.h"
void xTran(unsigned char q[8],unsigned char p[8],unsigned char xTab[],int xLen)
{//根据置换表xTab将64位q转换成p
int i,qt,pt,tt;//qt,pt分别表示q,p的第几个字节,tt暂存
for(i=0;i<8;i++)
p[i]=0;//先清零
for(i=0;i<xLen;i++)
{//循环置位
pt=i/8;
qt=(xTab[i]-1)/8;
tt=q[qt] << ((xTab[i]-1) % 8);
tt=tt & 0x80;//1000 0000
tt=tt >> (i % 8);
p[pt]=p[pt] | tt;
}
}
void genKey(unsigned char *key,unsigned char nkey[16][8])
{//由初始密钥okey生成16个子密钥nkey
unsigned char movebit[16]={//循环移位表。
1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1};
unsigned char pc_1[56]={//PC-1置换。
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};
unsigned char pc_2[48]={//PC-2置换。
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};
unsigned char tkey[8],tt[8];//暂存64字节
unsigned long key_c,key_d; //前28位,后28位
int i=0,j=0;
for(i=0;i<8;i++) tkey[i]=0;
i=0;//strcpy(tkey,key);
while((*(key+i)!='\0')&&(i<8))
{ tkey[i]=*(key+i);i++; }
xTran(tkey,tt,pc_1,56); //PC-1置换
key_c=(*(tt+0)<<24)+(*(tt+1)<<16)+(*(tt+2)<<8)+(*(tt+3));
key_c=key_c & 0xfffffff0;//将前28位移入key_c的高28位
key_d=(*(tt+3)<<24)+(*(tt+4)<<16)+(*(tt+5)<<8)+(*(tt+6));
key_d=key_d & 0x0fffffff;//将后28位移入key_d低28位
for(i=0;i<16;i++)
{ //移位以得到各个子密钥
//根据移位表对c,d进行循环左移
key_c=(key_c<<movebit[i]) | ((key_c>>(28-movebit[i])) & 0xfffffff0);
key_d=((key_d<<movebit[i])& 0x0fffffff) | (key_d>>(28-movebit[i]));
for(j=0;j<8;j++)
tt[j]=0;//清零
*(tt+0)=key_c>>24;*(tt+1)=key_c>>16;
*(tt+2)=key_c>>8;*(tt+3)=key_c;//合并c到tt
*(tt+3)|=(key_d>>24);*(tt+4)=key_d>>16;
*(tt+5)=key_d>>8;*(tt+6)=key_d;//合并d到tt
xTran(tt,nkey[i],pc_2,48);//PC-2置换
}
}//生产子密钥结束
void sReplace(unsigned char right_s[8])
{//查找S盒，把扩展成48位的数据，替换成32位的数据
unsigned char p[32]={//P置换。
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 } ;
unsigned char s[][4][16] =
{{//S盒1。 S盒都可以自己设置
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 },
{//S盒2
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 },
{//S盒3
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 },
{//S盒4
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 },
{ //S盒5
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 },
{//S盒6
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 },
{//S盒7
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 },
{//S盒8
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 }};
unsigned char row,col,tmp_s[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};
unsigned short tt;
int i=0;
for(i=0;i<=7;i++)
{//从S盒中取数
row=0,col=0;tt=0;
tt=((right_s[i*6/8]<<8) + (right_s[i*6/8+1])) >> (10-i*6 % 8);//取六位放到tt低6位
row=(row | ((tt>>5) & 0x01)) << 1;//取6位的第0位付给row的6位
row=(row | ((tt>>0) & 0x01)) << 0;//取6位的第5位付给row的7位
col=(tt >> 1) & 0x0f;//取6位的第1,2,3,4位付给row的低四位
//根据行和列的值从S盒中取数
tmp_s[i/2]=tmp_s[i/2]|s[i][row][col]<<4*((i+1)%2);
} //s_out[0-3]:???????? ???????? ???????? ???????? 00000000...
xTran(tmp_s,right_s,p,32); //P置换
}//S代替的结束
#define g_ENCRYPT_FLAG 1
#define g_DECRYPT_FLAG 2
unsigned char comDES(unsigned char in[8],unsigned char out[8],
unsigned char subkey[16][8],unsigned char flg)
{//单重DES加解密的公共函数 in输入数据 key密钥 out输出数据
unsigned char ip[64]={////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 };
unsigned char ip_1[64]={//IP-1置换。可根据IP表生成
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 };
unsigned char e[48] ={//E扩展。
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};
unsigned char left[8],right[8],temp[8];//数据的左32位,右32位,暂存
int i=0,j=0,k=0;
xTran(in,temp,ip,64); //IP置换
for(i=0;i<=3;i++) left[i]=temp[i] ;//将明文左32位放到left中
for(i=4;i<=7;i++) right[i-4]=temp[i] ;//将明文右32位放到right中
for(i=0;i<16;i++)
{//16层循环
if(flg==g_ENCRYPT_FLAG) k=i;
else if(flg==g_DECRYPT_FLAG) k=15-i;
else return 0;
for(j=0;j<=3;j++)
{
temp[j]=left[j];//将left暂存起来
left[j]=right[j];//L(n) = R(n-1)
}
xTran(left,right,e,48);//对right进行E扩展
for(j=0;j<6;j++)
right[j]=right[j]^subkey[k][j];//48位的数据右部与密钥异或
sReplace(right) ;//将48位的right变为32位
for(j=0;j<=3;j++)
{//获得下一个right
right[j]=temp[j] ^ right[j] ;//f(R(n-1),k)
}
}
for(i=0;i<4;i++) temp[i]=right[i]; //合并right和left到temp(64位)
for(i=4;i<8;i++) temp[i]=left[i-4];//右边左边互换,因为最后一次不用交换
//for(i=0;i<64;i++) ip_1[ip[i]-1]=i+1;//生成IP-1置换表
xTran(temp,out,ip_1,64);//IP-1置换
return 1;
}//单重DES加解密结束
//=======================================DES====================================
unsigned char enDES(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char* key,\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen)
{//加密
unsigned char *p,*p1,s_key[16][8],tt[8];
long tlen=0,i=0,ttlen=0;
if((indata==NULL)||(outdata==NULL)||(key==NULL)
||(outlen==NULL)||(inlen<=0)||(*outlen<inlen))
return 0;//传入参数错误
p=indata;
tlen=inlen/8;
if(inlen%8!=0)
tlen=tlen+1;
tlen=tlen*8;//补整
*outlen=tlen;//密文长度
p1=outdata;tlen=inlen;
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
genKey(key,s_key);//获取16个子密钥
while(tlen>0)
{//逐64位循环加密
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
ttlen=(tlen<8)?tlen:8;
for(i=0;i<ttlen;i++)
tt[i]=*(p+i);//取原数据
comDES(tt,p1,s_key,g_ENCRYPT_FLAG);
p=p+8;p1=p1+8;tlen=tlen-8;
}
return 1;
}
unsigned char unDES(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char* key,\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen)
{//解密
unsigned char *p,*p1,s_key[16][8],tt[8];
long tlen=0,i=0,ttlen=0;
if((indata==NULL)||(outdata==NULL)||(key==NULL)
||(outlen==NULL)||(inlen<=0)||(*outlen<inlen))
return 0;//传入参数错误
p=indata;
tlen=inlen/8;
if(inlen%8!=0)
tlen=tlen+1;
tlen=tlen*8;//补整
*outlen=tlen;//明文长度
p1=outdata;tlen=inlen;
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
genKey(key,s_key);//获取16个子密钥
while(tlen>0)
{//逐64位循环解密
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
ttlen=(tlen<8)?tlen:8;
for(i=0;i<ttlen;i++)
tt[i]=*(p+i);//取原数据
comDES(tt,p1,s_key,g_DECRYPT_FLAG);
p=p+8;p1=p1+8;tlen=tlen-8;
}
return 1;
}
//================随机生成密钥========================
void randKey(unsigned char key[8])
{//根随机生成一个64位(8字节)的密钥
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
key[i]=rand() % 0x0100;
};
//==============DES-CBC============================================================
unsigned char enDES_cbc(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char* key,\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen,unsigned char* iv)
{//DES-CBC加密
unsigned char *p,*p1,s_key[16][8],tt[8],ivt[8];
long tlen=0,i=0,ttlen=0;
if((indata==NULL)||(outdata==NULL)||(key==NULL)||(iv==NULL)
||(outlen==NULL)||(inlen<=0)||(*outlen<inlen))
return 0;//传入参数错误
for(i=0;i<8;i++)
ivt[i]=iv[i];
p=indata;
tlen=inlen/8;
if(inlen%8!=0)
tlen=tlen+1;
tlen=tlen*8;//补整
*outlen=tlen;//密文长度
p1=outdata;tlen=inlen;
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
genKey(key,s_key);//获取16个子密钥
while(tlen>0)
{//逐64位循环加密
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
ttlen=(tlen<8)?tlen:8;
for(i=0;i<ttlen;i++)
tt[i]=*(p+i);//取原数据
for(i=0;i<8;i++)//与iv异或
tt[i]=tt[i] ^ ivt[i];
comDES(tt,p1,s_key,g_ENCRYPT_FLAG);
for(i=0;i<8;i++)
ivt[i]=p1[i];
p=p+8;p1=p1+8;tlen=tlen-8;
}
return 1;
}
unsigned char unDES_cbc(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char* key,\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen,unsigned char* iv)
{//DES-CBC解密
unsigned char *p,*p1,s_key[16][8],tt[8],ivt[8];
long tlen=0,i=0,ttlen=0;
if((indata==NULL)||(outdata==NULL)||(key==NULL)||(iv==NULL)
||(outlen==NULL)||(inlen<=0)||(*outlen<inlen))
return 0;//传入参数错误
for(i=0;i<8;i++)
ivt[i]=iv[i];
p=indata;
tlen=inlen/8;
if(inlen%8!=0)
tlen=tlen+1;
tlen=tlen*8;//补整
*outlen=tlen;//明文长度
p1=outdata;tlen=inlen;
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
genKey(key,s_key);//获取16个子密钥
while(tlen>0)
{//逐64位循环解密
for(i=0;i<8;i++) tt[i]=0;
ttlen=(tlen<8)?tlen:8;
for(i=0;i<ttlen;i++)
tt[i]=*(p+i);//取原数据
comDES(tt,p1,s_key,g_DECRYPT_FLAG);
for(i=0;i<8;i++)//与iv异或
p1[i]=p1[i] ^ ivt[i];
for(i=0;i<8;i++)
ivt[i]=tt[i];
p=p+8;p1=p1+8;tlen=tlen-8;
}
return 1;
}
unsigned char enY5DES(gYan5DES* y5)
{//研五DES加密
int flag=0;
if((y5==NULL)||(y5->len>g_YAN5_DES_LEN)
||(y5->len==0)||(y5->len%8!=0))
return 0;//传入参数错误
flag=enDES(y5->indata,y5->len,y5->key,y5->outdata,&(y5->len));
if(flag) return 1;
else return 0;
}
unsigned char unY5DES(gYan5DES* y5)
{//研五DES解密
int flag=0;
if((y5==NULL)||(y5->len>g_YAN5_DES_LEN)
||(y5->len==0)||(y5->len%8!=0))
return 0;//传入参数错误
flag=unDES(y5->indata,y5->len,y5->key,y5->outdata,&(y5->len));
if(flag) return 1;
else return 0;
}
void clrYan5DES(gYan5DES* y5)
{//清空结构
int i=0;
if(y5==NULL) return;
for(i=0;i<g_YAN5_DES_LEN;i++)
{
y5->indata[i]=0;
y5->outdata[i]=0;
}
for(i=0;i<8;i++)
y5->key[i]=0;
y5->len=0;
}
2、 程序头文件
#ifndef _GJS_DES_H
#define _GJS_DES_H
//====================研５专用接口=======================
#define g_YAN5_DES_LEN 128
typedef struct g_Yan5DES
{//研五加解密专用结构
unsigned char indata[g_YAN5_DES_LEN];
unsigned char outdata[g_YAN5_DES_LEN];
unsigned char key[8];
unsigned long len;
} gYan5DES;
unsigned char enY5DES(gYan5DES* y5);//加密
unsigned char unY5DES(gYan5DES* y5);//解密
void clrYan5DES(gYan5DES* y5);
//====================CBC-DES和ECB-DES接口=====================
unsigned char enDES_cbc(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen,unsigned char* iv);//加密
unsigned char unDES_cbc(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen,unsigned char* iv);//解密
unsigned char enDES(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen);//加密
unsigned char unDES(unsigned char* indata,unsigned long inlen,unsigned char key[8],\
unsigned char* outdata,unsigned long* outlen);//解密
void randKey(unsigned char key[8]);//生成随机密钥
//====================以下函数自己调用========================
//加解密的公共函数
unsigned char comDES(unsigned char in[8],unsigned char out[8],\
unsigned char subkey[16][8],unsigned char flg);
//生成16个子密钥(48位有效)
void genKey(unsigned char*,unsigned char[16][8]);
//S盒代替和P置换(48位->32位)
void sReplace(unsigned char*) ;
#endif
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