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经典加密算法在VB中的实现:DES

2010-03-30

 算法实现(转自绿色兵团)  1. 处理密钥:  1.1 从用户处获得64位密钥.(每第8位为校验位,为使密钥有正确的奇偶校验,每个密钥要有奇 数个”1”位.(本文如未特指,均指二进制位)  1.2 具体过程:  1.2.1 对密钥实施变换,使得变换以

 算法实现(转自绿色兵团)
  1. 处理密钥:
  1.1 从用户处获得64位密钥.(每第8位为校验位,为使密钥有正确的奇偶校验,每个密钥要有奇 数个”1”位.(本文如未特指,均指二进制位)
  1.2 具体过程:
  1.2.1 对密钥实施变换,使得变换以后的密钥的各个位与原密钥位对应关系如下表所示:
  表一为忽略校验位以后情况
  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
  13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
  25 26 27 28
  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
  29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
  41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
  53 54 55 56
  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
  1.2.2 把变换后的密钥等分成两部分,前28位记为C[0], 后28位记为D[0].
  1.2.3 计算子密钥(共16个), 从i=1开始。
  1.2.3.1 分别对C[i-1],D[i-1]作循环左移来生成C[i],D[i].(共16次)。每次循环
  左移位数
  如下表所示:
  循环次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1
  2 13 14 15 16
  左移位数 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2
  2 2 2 2 1
  1.2.3.2 串联C[i],D[i],得到一个56位数,然后对此数作如下变换以产生48位子密钥K[i]。
  变换过程如下:
  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
  13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
  14 17 11 24 1 5 3 28 15 6 21 10
  23 19 12 4 26 8 16 7 27 20 13 2
  25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
  37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
  41 52 31 37 47 55 30 40 51 45 33 48
  44 49 39 56 34 53 46 42 50 36 29 32
  1.2.3.3 按以上方法计算出16个子密钥。
  2.对64位数据块的处理:
  2.1 把数据分成64位的数据块,不够64位的以适当的方式填补。
  2.2对数据块作变换。
  bit goes to bit bit goes to bit
  58 1 57 33
  50 2 49 34
  42 3 41 35
  34 4 33 36
  26 5 25 37
  18 6 17 38
  10 7 9 39
  2 8 1 40
  60 9 59 41
  52 10 51 42
  44 11 43 43
  36 12 35 44
  28 13 27 45
  20 14 19 46
  12 15 11 47
  4 16 3 48
  62 17 61 49
  54 18 53 50
  46 19 45 51
  38 20 37 52
  30 21 29 53
  22 22 21 54
  14 23 13 55
  6 24 5 56
  64 25 63 57
  56 26 55 58
  48 27 47 59
  40 28 39 60
  32 29 31 61
  24 30 23 62
  16 31 15 63
  8 32 7 64

2.3 将变换后的数据块等分成前后两部分,前32位记为L[0],后32位记为R[0]。
  2.4 用16个子密钥对数据加密
  2.4.1 根据下面的扩冲函数E,扩展32位的成48位
  bit goes to bit bit goes to bit bit goes to bit bit
  goes to bit
  32 1 8 13 16 25 24
  37
  1 2 9 14 17 26 25
  38
  2 3 10 15 18 27 26
  39
  3 4 11 16 19 28 27
  40
  4 5 12 17 20 29 28
  41
  5 6 13 18 21 30 29
  42
  4 7 12 19 20 31 28
  43
  5 8 13 20 21 32 29
  44
  6 9 14 21 22 33 30
  45
  7 10 15 22 23 34 31
  46
  8 11 16 23 24 35 32
  47
  9 12 17 24 25 36 1
  48
  2.4.2 用E{R[i-1]}与K[i]作异或运算。
  2.4.3 把所得的48位数分成8个6位数。1-6位为B[1],7-12位为B[2],……43-4
  8位为B[8]。
  2.4.4 用S密箱里的值替换B[j]。从j=1开始。S密箱里的值为4位数,共8个S密箱
  2.4.4.1 取出B[j]的第1和第6位串联起来成一个2位数,记为m.。m即是S密箱里用来替换
  B[j]的数所在的列数。
  2.4.4.2 取出B[j]的第2至第5位串联起来成一个4位数,记为n。n即是S密箱里用来替换
  B[j]的数所在的行数。
  2.4.4.3 用S密箱里的值S[j][ m][ n]替换B[j]。8个S密箱如下所示:
  --------
  S-BOXES1
  Binary d1d6 => 00 01 10 11
  / d2..d5 / Dec 0 1 2 3
  0000 0 14 0 4 15
  0001 1 4 15 1 12
  0010 2 13 7 14 8
  0011 3 1 4 8 2
  0100 4 2 14 13 4
  0101 5 15 2 6 9
  0110 6 11 13 2 1
  0111 7 8 1 11 7
  1000 8 3 10 15 5
  1001 9 10 6 12 11
  1010 10 6 12 9 3
  1011 11 12 11 7 14
  1100 12 5 9 3 10
  1101 13 9 5 10 0
  1110 14 0 3 5 6
  1111 15 7 8 0 13
  --------
  S-BOXES2


binary d1d6 => 00 01 10 11
  / d2..d5 / dec 0 1 2 3
  0000 0 15 3 0 13
  0001 1 1 13 14 8
  0010 2 8 4 7 10
  0011 3 14 7 11 1
  0100 4 6 15 10 3
  0101 5 11 2 4 15
  0110 6 3 8 13 4
  0111 7 4 14 1 2
  1000 8 9 12 5 11
  1001 9 7 0 8 6
  1010 10 2 1 12 7
  1011 11 13 10 6 12
  1100 12 12 6 9 0
  1101 13 0 9 3 5
  1110 14 5 11 2 14
  1111 15 10 5 15 9
  --------
  S-BOXES3
  binary d1d6 => 00 01 10 11
  / d2..d5 / dec 0 1 2 3
  0000 0 10 13 13 1
  0001 1 0 7 6 10
  0010 2 9 0 4 13
  0011 3 14 9 9 0
  0100 4 6 3 8 6
  0101 5 3 4 15 9
  0110 6 15 6 3 8
  0111 7 5 10 0 7
  1000 8 1 2 11 4
  1001 9 13 8 1 15
  1010 10 12 5 2 14
  1011 11 7 14 12 3
  1100 12 11 12 5 11
  1101 13 4 11 10 5
  1110 14 2 15 14 2
  1111 15 8 1 7 12
  --------
  S-BOXES4
  binary d1d6 => 00 01 10 11
  / d2..d5 / dec 0 1 2 3
  0000 0 7 13 10 3
  0001 1 13 8 6 15
  0010 2 14 11 9 0
  0011 3 3 5 0 6
  0100 4 0 6 12 10
  0101 5 6 15 11 1
  0110 6 9 0 7 13
  0111 7 10 3 13 8
  1000 8 1 4 15 9
  1001 9 2 7 1 4
  1010 10 8 2 3 5
  1011 11 5 12 14 11
  1100 12 11 1 5 12
  1101 13 12 10 2 7
  1110 14 4 14 8 2
  1111 15 15 9 4 14
  --------
  S-BOXES5
  binary d1d6 => 00 01 10 11
  / d2..d5 / dec 0 1 2 3
  0000 0 2 14 4 11
  0001 1 12 11 2 8
  0010 2 4 2 1 12
  0011 3 1 12 11 7
  0100 4 7 4 10 1
  0101 5 10 7 13 14
  0110 6 11 13 7 2
  0111 7 6 1 8 13
  1000 8 8 5 15 6
  1001 9 5 0 9 15
  1010 10 3 15 12 0
  1011 11 15 10 5 9
  1100 12 13 3 6 10
  1101 13 0 9 3 4
  1110 14 14 8 0 5
  1111 15 9 6 14 3
  --------
  S-BOXES6 binary d1d6 => 00 01 10 11
  / d2..d5 / dec 0 1 2 3
  0000 0 12 10 9 4
  0001 1 1 15 14 3
  0010 2 10 4 15 2
  0011 3 15 2 5 12
  0100 4 9 7 2 9
  0101 5 2 12 8 5
  0110 6 6 9 12 15
  0111 7 8 5 3 10
  1000 8 0 6 7 11
  1001 9 13 1 0 14
  1010 10 3 13 4 1
  1011 11 4 14 10 7
  1100 12 14 0 1 6
  1101 13 7 11 13 0
  1110 14 5 3 11 8
  1111 15 11 8 6 13
  --------
  S-BOXES7
  binary d1d6 => 00 01 10 11
  / d2..d5 / dec 0 1 2 3
  0000 0 4 13 1 6
  0001 1 11 0 4 11
  0010 2 2 11 11 13
  0011 3 14 7 13 8
  0100 4 15 4 12 1
  0101 5 0 9 3 4
  0110 6 8 1 7 10
  0111 7 13 10 14 7
  1000 8 3 14 10 9
  1001 9 12 3 15 5
  1010 10 9 5 6 0
  1011 11 7 12 8 15
  1100 12 5 2 0 14
  1101 13 10 15 5 2
  1110 14 6 8 9 3
  1111 15 1 6 2 12
  --------
  S-BOXES8
  binary d1d6 => 00 01 10 11
  / d2..d5 / dec 0 1 2 3
  0000 0 13 1 7 2
  0001 1 2 15 11 1
  0010 2 8 13 4 14
  0011 3 4 8 1 7
  0100 4 6 10 9 4
  0101 5 15 3 12 10
  0110 6 11 7 14 8
  0111 7 1 4 2 13
  1000 8 10 12 0 15
  1001 9 9 5 6 12
  1010 10 3 6 10 9
  1011 11 14 11 13 0
  1100 12 5 0 15 3
  1101 13 0 14 3 5
  1110 14 12 9 5 6
  1111 15 7 2 8 11
  2.4.4.4 返回2.4.4.1直至8个数据块都被替换。
  2.4.5 把B[1]至B[8] 顺序串联起来得到一个32位数。对这个数做如下变换:
  bit goes to bit bit goes to bit
  16 1 2 17
  7 2 8 18
  20 3 24 19
  21 4 14 20
  29 5 32 21
  12 6 27 22
  28 7 3 23
  17 8 9 24
  1 9 19 25
  15 10 13 26
  23 11 30 27
  26 12 6 28
  5 13 22 29
  18 14 11 30
  31 15 4 31
  10 16 25 32
  2.4.6 把得到的结果与L[i-1]作异或运算。把计算结果賦给R[i]。
  2.4.7 把R[i-1]的值賦给L[i]。
  2.4.8 从2.4.1循环执行,直到K[16]

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