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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 {# a( T2 W; ~0 \7 U8 G# U
DES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。
2 J! R4 ~& u/ {' K; wDES算法特点6 P$ Q8 P8 V- U9 J, E; r* Z
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。  r+ P+ s  g% P  O
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。
9 d: L: E1 V! o$ A4 W( O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/ k8 j) F2 a1 }3 U1 ~) @) y' L; h+ n9 B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。
: u% \! `( c1 z/ z1 fDES算法原理
" M. b3 [- S" |! c/ ]! R- a' _初始置换(Initial Permutation)
+ n; `$ w% q- W4 a# t2 [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。  m) X3 ^7 U2 a8 ^3 b) J
子密钥生成(Subkey Generation)
" _  [  P* t) u# H& q% w6 T56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。5 J) O1 q& a* N! A! [  w% q
轮函数(Round Function)
3 R5 w7 B0 N, o( T- C* ]% H  v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。+ s- @" o5 |) X6 p2 a1 g' _
16轮迭代(16 Rounds Iteration)) c, q+ N! A- P" N* |' F& Q
DES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。+ |* ?* C) S2 R
逆初始置换(Final Permutation)
' ~& y# d- H5 Y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。6 G& l+ ]8 h1 O4 U2 k
C语言实现DES算法
; ^. }1 Z, ?( [! G( U2 y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。
1 T# m( p8 }2 q3 N  v; y
#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1 p! n" Q& M: {  l) D# E
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。
- y+ F/ n: R1 O+ t) v3 r& `& E& F
#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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