#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
typedef enum
{
FALSE = 0,
TRUE = 1,
}BOOL;
#include "des.h"
// 对明文执行IP置换得到L0,R0 （L左32位,R右32位） [明文操作]
static const char IP_Table[64]={
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
};
// 对迭代后的L16,R16执行IP逆置换,输出密文
static const char IPR_Table[64]={
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
};
/*--------------------------- 迭代法则 ----------------------------*/
// F函数,32位的R0进行E变换,扩为48位输出 (R1~R16) [备用A] [明文操作]
static char E_Table[48]={
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
};
// 对C0,D0分别进行左移,共16次,左移位数与下面对应 [密钥操作]
static char Move_Table[16]={
1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1
};
// 子密钥K(i)的获取 密钥为K 抛弃第8,16,24,32,40,48,64位 [密钥操作]
// 用PC1选位 分为 前28位C0,后28位D0 两部分
static char PC1_Table[56]={
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
};
// C1,D1为第一次左移后得到,进行PC2选位,得到48位输出K1 [备用B] [密钥操作]
static char PC2_Table[48]={
14,17,11,24, 1, 5, 3,28,15, 6,21,10,
23,19,12, 4,26, 8,16, 7,27,20,13, 2,
41,52,31,37,47,55,30,40,51,34,33,48,
44,49,39,56,34,53,46,42,50,36,29,32
};
/*------------- F函数 备用A和备用B 异或 得到48位输出 ---------------*/
// 异或后的结果48位分为8组,每组6位,作为8个S盒的输入 [组合操作]
// S盒以6位作为输入(8组),4位作为输出(4*(8组)=32位)
// S工作原理 假设输入为A=abcdef ,则bcde所代表的数是0-15之间的
// 一个数记为 X=bcde ,af代表的是0-3之间的一个数,记为 Y=af
// 在S1的X列,Y行找到一个数Value,它在0-15之间,可以用二进制表示
// 所以为4bit (共32位)
static char S_Box[8][4][16]={
//S1
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,
//S2
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,
//S3
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,
//S4
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,
//S5
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,
//S6
12, 1,10,15, 9, 2, 6, 8, 0,13, 3, 4,14, 7, 5,11,
10,15, 4, 2, 7,12, 0, 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,
//S7
4,11, 2,14,15, 0, 8,13, 3,12, 9, 7, 5,10, 6, 1,
13, 0,11, 7, 4, 0, 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,
//S8
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
};
// F函数 最后第二步,对S盒输出的32进行P置换 [组合操作]
// 输出的值参与一次迭代:
// L(i)=R(i-1)
// R(i)=L(i-1)^f(R(i-1),K(i)) 异或
static char P_Table[32]={
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
};
// 16个子密钥K(1~16)
static BOOL sub_key[16][48]={0};
/*-------------------------------
字节转换成位函数
每8次换一个字节 每次向右移一位
和1与取最后一位 共64位
--------------------------------*/
static void byte2bits(char *data_in, BOOL *data_out, int num) // OK
{
int i=0;
for(i=0; i<num; i++)
{
data_out[i]=(data_in[i/8]>>(i%8))&0x01;
}
}
/*-------------------------------
位转换成字节函数
--------------------------------*/
static void bits2byte(BOOL *data_in, char *data_out, int num)
{
int i = 0;
for(i=0; i<num; i++)
{
if(0 == i%8)
{
data_out[i/8] = 0;
}
data_out[i/8] |= data_in[i] << (i%8);
}
}
/*-------------------------------
把data_in开始的长度位len位的二进制
复制到data_out后
--------------------------------*/
static void bits_copy(BOOL *data_in, BOOL *data_out, int len) // 数组复制 OK
{
int i=0;
for(i=0; i<len; i++)
{
data_out[i]=data_in[i];
}
}
// 子密钥的移位
static void bits_rol(BOOL *data_in,int len,int num) // 循环左移 len数据长度 num移动位数
{
BOOL temp[256]={0}; // 缓存 OK
bits_copy(data_in, temp, num); // 将数据最左边的num位(被移出去的)存入temp
bits_copy(data_in+num, data_in, len-num); // 将数据左边开始的第num移入原来的空间
bits_copy(temp, data_in+len-num, num); // 将缓存中移出去的数据加到最右边
}
// 表置换函数
static void table_permute(BOOL *data_in, BOOL *data_out,
const char *table, int num)
{
int i = 0;
BOOL temp[256] = {0};
for(i = 0; i < num; i++) // num为置换的长度
{
temp[i] = data_in[table[i]-1]; // 原来的数据按对应的表上的位置排列
}
bits_copy(temp, data_out, num); // 把缓存temp的值输出
}
// 设置密钥 获取子密钥Ki
void des_setkey(char key_in[8])
{
int i = 0;
BOOL key_bit[64] = {0}; // 密钥二进制存储空间
BOOL *key_left = &key_bit[0];
BOOL *key_right = &key_bit[28]; // 前28,后28共56
byte2bits(key_in, key_bit, 64); // 把密钥转为二进制存入key_bit
table_permute(key_bit, key_bit, PC1_Table, 56);
for(i=0; i<16; i++)
{
bits_rol(key_left, 28, Move_Table[i]); // 前28位左移
bits_rol(key_right, 28, Move_Table[i]); // 后28位左移
table_permute(key_bit, sub_key[i], PC2_Table, 48); // 每移一次位进行PC2置换得 Ki 48位
}
}
// 按位异或
static void xor(BOOL *DatA, BOOL *DatB, int num) // 异或函数
{
int i=0;
for(i=0; i<num; i++)
{
DatA[i]=DatA[i]^DatB[i]; // 异或
}
}
// 输入48位 输出32位 与Ri异或
static void S_Change(BOOL data_in[48], BOOL data_out[32]) // S盒变换
{
int i,X,Y; // i为8个S盒
for(i=0,Y=0,X=0;i<8;i++,data_in+=6,data_out+=4) // 每执行一次,输入数据偏移6位
{ // 每执行一次,输出数据偏移4位
Y=(data_in[0]<<1)+data_in[5]; // af代表第几行
X=(data_in[1]<<3)+(data_in[2]<<2)+(data_in[3]<<1)+data_in[4]; // bcde代表第几列
byte2bits(&S_Box[i][Y][X], data_out, 4); // 把找到的点数据换为二进制
}
}
// F函数
static void F_Change(BOOL data_in[32], BOOL sub_key[48]) // F函数
{
BOOL MiR[48]={0}; // 输入32位通过E选位变为48位
table_permute(data_in, MiR, E_Table, 48);
xor(MiR,sub_key,48); // 和子密钥异或
S_Change(MiR, data_in); // S盒变换
table_permute(data_in, data_in, P_Table, 32); // P置换后输出
}
/* padding data = [plain text]:[0xAA/0x55]:[sum of plain text]:[length of padding data] */
static void des_pad(char *data, unsigned int data_len)
{
int i;
int data2_len; // length of padding section, but != length of padding data.
if (!data)
{
printf("[Error]: the pointer is null!\n");
return;
}
if(7 < data_len)
{
printf("[Error]: data_len %d is invalid!\n", data_len);
return;
}
