C++实现DES加密算法.docx

《C++实现DES加密算法》 DES（Data Encryption Standard）是一种经典的块密码算法，由IBM在1970年代提出，被广泛应用于数据加密。在C++中实现DES加密算法，需要理解其复杂的操作步骤，并将其转化为编程逻辑。以下是DES算法的核心步骤及其实现的关键点： 1. **数据预处理**：DES算法接受64位的明文和64位的密钥作为输入。将明文和密钥从字符形式转换为64位的二进制表示。 2. **初始置换（IP）**：明文进行位变换，通过特定的置换表重新排列位顺序，生成64位的初始变换明文。 3. **分块**：将64位的初始变换明文分为左右两部分，各为32位的L0和R0。 4. **扩展置换（E）**：对右半部分R0进行扩展，将其从32位扩展到48位。 5. **密钥调整**：密钥经过除奇偶位的处理，从64位减少到56位，然后分为两部分A和B，进行不同的循环移位。 6. **轮函数**：这是DES算法的核心部分，包含以下步骤： - A和B的合并：将移位后的A和B合并为56位。 - 线性变换：合并后的56位数组转换为48位。 - 异或操作：48位数组与扩展后的R0进行异或操作。 - S盒变换：48位数据通过8个S盒进行非线性变换，生成32位结果。 - P盒置换：32位数据通过P盒进行置换，得到新的32位数据。 - L和R的异或：新数据与L0进行异或，结果存入R0，原R0变为新的L0。 7. **迭代过程**：以上步骤重复16次，每一轮中，R0和L0的角色互换，形成16轮的加密过程。 8. **逆初始置换（IP^-1）**：将第16轮后的R0和L0进行逆初始置换，合并为64位的密文。 在C++实现中，可以创建一个名为`wangxianDES`的类，其中包含各个步骤的成员函数，如`mwerjinzhi()`用于明文二进制转换，`merjinzhi()`用于密钥二进制转换，`fenmingwen()`用于明文分块，`ayw()`和`byw()`分别处理A和B的移位等。每个函数应清晰地执行对应于DES算法的某个阶段。虽然在描述中提到了对类的抽象思考，但这里采取的策略是将整个加密过程作为一个类来实现，而不是将明文、密文或各个函数作为单独的类。这种方法虽然简单，可能没有完全利用面向对象编程的优势，但对于理解和实现DES算法是一个有效的起点。 在实际编码过程中，需注意数据类型的选择、数组的大小和边界条件的处理，以及位操作的正确性。此外，为了确保安全性，通常会将密钥进行填充和扩展，使其长度达到特定要求，以便充分利用DES的加密强度。 总结而言，C++实现DES加密算法涉及到多个步骤的组合，包括数据的预处理、分块、扩展、异或、S盒和P盒变换等，通过精心设计的类结构，将这些步骤封装在成员函数中，从而实现加密过程。尽管在设计上可以进一步优化，如利用面向对象的特性，但基本实现能够有效运行DES算法。