DES(Data Encryption Standard)采纳64位的分组长度和56位的密钥长度。它将64位的输入经由一系列变更获得64为的输出。解密运用雷同的步骤和雷同的密钥，唯一差别的是密钥递次与加密历程相反。
DES加密：
该算法的输入有须要加密的明文和加密运用的密钥，两者长度都为64位。个中密钥的第8,16,24,32,40,48,56,64位为奇偶校验位。
1、明文的处置惩罚
将明文读入顺序并将其化为二进制串
def inputText(filename):
with open(filename,'r')as f:
text = f.read()
text = text.split('\n')
text = [eval(x) for x in text]
text = ['{:08b}'.format(x) for x in text]
text = ''.join(text)
return text
对明文举行IP置换，并划分为摆布两个子串
def IP_Transposition(plaintext):
LR = []
for i in IP:
LR.append(int(plaintext[i-1]))
L = LR[:32]
R = LR[32:]
return L,R
2、对密钥的处置惩罚
将密钥读入顺序并以二进制串的情势存储
对密钥举行PC-1置换，并划分为两个子串
#密钥置换
def Key_Transposition(key):
CD = []
for i in PC_1:
CD.append(int(key[i-1]))
C = CD[:28]
D = CD[28:]
return C,D
在生成迭代所须要的密钥之前须要对密钥举行置换紧缩
#密钥紧缩
def Key_Compress(C,D):
key = C+D
new_key = []
for i in PC_2:
new_key.append(key[i-1])
return new_key
生成DES每轮迭代所须要的子密钥，以便加密解密时直接运用
def generateKset(key):
key = inputKey(key)
C,D = Key_Transposition(key)
K = []
for i in LeftRotate:
C = Key_LeftRotate(C,i)
C = Key_LeftRotate(D,i)
K.append(Key_Compress(C,D))
return K
3、F函数
在每轮变更中，悉数历程能够用以下公式示意：
$$ L_i = R_{i-1} $$
$$ R_i = L_{i-1}\bigoplus F(R_{i-1},K_i) $$
个中轮密钥 Ki长48位,R长32位，首先将R置换扩大为48位,这48位与Ki异或，获得的效果用替换函数作用发生32位的输出。这32位的输出经P置换后与L异或获得新的R
替代函数由8个S盒来构成，每一个S盒都有6位的输入和4位的输出。对每一个S盒，输入的第一名和末了一名构成一个2位的二进制数，用来挑选S盒4行替换值中的一行，中心4位用来挑选16列中的某一列。
#明文R扩大为48位
def R_expand(R):
new_R = []
for i in E:
new_R.append(R[i-1])
return new_R
#将两列表元素异或
def xor(input1,input2):
xor_result = []
for i in range(0,len(input1)):
xor_result.append(int(input1[i])^int(input2[i]))
return xor_result
#将异或的效果举行S盒替代
def S_Substitution(xor_result):
s_result = []
for i in range(0,8):
tmp = xor_result[i*6:i*6+5]
row = tmp[0]*2+tmp[-1]
col = tmp[1]*8+tmp[2]*4+tmp[3]*2+tmp[4]
s_result.append('{:04b}'.format(S[i][row][col]))
s_result = ''.join(s_result)
return s_result
#F函数
def F(R,K):
new_R = R_expand(R)
R_Kxor= xor(new_R,K)
s_result = S_Substitution(R_Kxor)
p_result = P_Transposition(s_result)
return p_result
#将S盒替代的效果举行P置换
def P_Transposition(s_result):
p_result = []
for i in P:
p_result.append(int(s_result[i-1]))
return p_result
4、加密历程
DES加密须要经由16轮迭代，前15轮迭代每次完毕须要交流L和R，第16次不交流
def DES_encrypt(filename,key,outputFile):
#从文件中读取明文
plaintext = inputText(filename)
#将明文举行置换星散
L,R = IP_Transposition(plaintext)
#生成Kset
K = generateKset(key)
for i in range(0,15):
oldR = R
#F函数
p_result = F(R,K[i])
R = xor(L,p_result)
L = oldR
p_result = F(R,K[15])
L = xor(L,p_result)
#IP逆置换
reversedP = IP_reverseTransp(L+R)
#生成16进制示意的密文
Cipher = generateHex(reversedP)
#将密文写入outputFile文件
writeFile(outputFile,Cipher)
return Cipher
DES解密：
def DES_decrypt(filename,key,outputFile):
#文件中读取密文
Ciphertext = inputText(filename)
#将密文举行置换星散
L,R = IP_Transposition(Ciphertext)
#生成Kset
K = generateKset(key)
for i in range(15,0,-1):
oldR = R
#F函数
p_result = F(R,K[i])
R = xor(L,p_result)
L = oldR
p_result = F(R,K[0])
L = xor(L,p_result)
reversedP = IP_reverseTransp(L+R)
plaintext = generateHex(reversedP)
writeFile(outputFile,plaintext)
return plaintext
源码地点 https://github.com/SuQinghang...
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