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[C/C++/Qt] C/C++之流加密算法(DES)

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发表于 2023-10-23 13:43:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
概述
6 V; m5 y2 s- ]0 j  UDES算法是一种对称密钥加密算法,由IBM于1977年开发并于1977年被美国国家标准局(NIST)正式采纳为联邦信息处理标准(FIPS PUB 46)。DES算法以64位的数据块为单位进行加密和解密,密钥长度为56位。
8 `0 t+ X6 r0 C! ~# n% s$ [; pDES算法特点
3 V/ M8 ?- d: R$ T4 g高度安全性:在设计时,DES算法被认为是非常安全的加密算法,尤其是对当时的计算机硬件而言。
4 u4 m1 I" ?" K! a5 }' G对称加密:DES算法使用相同的密钥进行加密和解密,这意味着加密和解密方必须共享密钥。
( [) i3 C6 w0 a$ N! `) C分组密码:DES将数据分为64位的块,并对每个块进行加密,因此只能加密64位的数据。& ^; ?* x, s7 n6 ]' |
块加密模式:DES通常与块加密模式(如电子密码本模式或密码分组链接模式)一起使用,以加密长于64位的数据。$ P% [/ J* ~, X. [) P
DES算法原理4 v7 @" n4 U+ I+ g& L
初始置换(Initial Permutation)8 R0 [" C3 |9 R* |
输入的64位明文数据首先经过一个初始置换,将数据的位按照一定规则重新排列。& Z0 ]) G5 Y" |" z' [
子密钥生成(Subkey Generation)
+ R8 G4 ~- R! W. {! \5 ^0 D8 i56位的密钥被分为16个48位的子密钥,每个子密钥在每一轮的加密中都会使用。
/ ~; P8 b3 u- T1 H4 E8 Z7 s- J轮函数(Round Function)
8 j1 U# Y$ n! ^- ?9 ~每一轮的加密过程都包括数据的扩展、与子密钥的异或运算、S-盒替代(Substitution)、P-盒排列(Permutation)等步骤,以混淆和加密数据。
4 q  v3 [3 s; M9 w# ]# z16轮迭代(16 Rounds Iteration)
" q0 G( w# p9 NDES算法一共有16轮的迭代过程,每一轮都会使用不同的子密钥。
6 y# }" Z# _" L( e6 O逆初始置换(Final Permutation)
0 G- ?8 k' e' S$ I# k5 }4 L5 F4 d最后一轮迭代结束后,数据经过逆初始置换,得到最终的加密结果。
! ?1 X$ Z) Q* X- F# Z$ C; q2 r- pC语言实现DES算法
) L8 b* ]9 Q$ P  ^: |, E. [以下是一个简单的C语言实现DES算法的示例代码。请注意,实际使用中需要使用专门的密码库,因为安全性是非常重要的。
7 h1 F5 D8 @: F% q9 }! [% V1 E/ a
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
// DES加密函数
void des_encrypt(uint64_t* data, uint64_t* key) {
    // 实现DES加密算法的代码
}
int main() {
    uint64_t plaintext = 0x0123456789ABCDEF; // 明文
    uint64_t key = 0x133457799BBCDFF1;       // 密钥
    des_encrypt(&plaintext, &key);
    printf("Encrypted data: %016llx\n", plaintext);
    return 0;
}
C++语言实现DES算法; _% h5 G8 a- l' k/ v  Q; {1 c) G
以下是一个简单的C++语言实现DES算法的示例代码。同样,实际使用中应使用专门的密码库以确保安全性。
* u# n$ W' U. `- A6 J) ?
#include <iostream>
#include <cstdint>
// DES加密函数
void des_encrypt(uint64_t& data, uint64_t& key) {
    // 实现DES加密算法的代码
}
int main() {
    uint64_t plaintext = 0x0123456789ABCDEF; // 明文
    uint64_t key = 0x133457799BBCDFF1;       // 密钥
    des_encrypt(plaintext, key);
    std::cout << "Encrypted data: " << std::hex << plaintext << std::dec << std::endl;
    return 0;
}
以上示例代码展示了如何在C和C++中实现DES算法的基本框架。实际的DES实现需要更多的细节和安全性考虑,因此建议使用专门的密码库来进行实际的加密工作,以确保数据的安全性。
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