一、DSE算法背景介绍
1. DES的采用
1979年,美国银行协会批准使用
1980年,美国国家标准局(ANSI)赞同DES作为私人使用的标准,称之为DEA(ANSI X.392)
1983年,国际化标准组织ISO赞同DES作为国际标准,称之为DEA-1
该标准规定每五年审查一次,计划十年后采用新标准
最近的一次评估是在1994年1月,已决定1998年12月以后,DES将不再作为联邦加密标准。
2.DES算法特点
1) 分组加密算法:
以64位为分组。64位一组的明文从算法一端输入,64位密文从另一端输出。
2) 对称算法:
加密和解密用同一密钥。
3) 有效密钥长度为56位。
密钥通常表示为64位数,但每个第8位用作奇偶校验,可以忽略。输入的64bit秘钥只有56bit作为有效位
二、DES算法描述
1、DES算法加密流程的文字描述
DES对64位的明文分组进行操作。通过一个初始置换,将明文分组分成左半部分和右半部分,各32位长。然后进行16轮完全相同的运算,这些运算被称为函数f,在运算过程中数据与密钥结合。经过16轮后,左、右半部分合在一起,经过一个末置换(初始置换的逆置换),这样该算法就完成了。
二、DES算法加密流程的图形描述
图一
图二
三、具体参数解释
1、IP置换和IP逆置换
IP置换作用于进行16轮f函数作用之前,IP逆置换作用于16轮f函数作用之后。IP置换和IP逆置换表如下图所示:
图三
该表的含义解释:例如IP置换表中的第一行第一列的数值为58,就代表将明文的第58位替换到第一位,例如明文初始的第58位是1,第1位是0,第39位是0,根据上表替换后的64位待加密文本为:第一位是1,第58位是0。之后提到的置换表也是这个意思。
2、f函数
经过初始置换后,进行16轮完全相同的运算。这些运算被称为f,在运算过程中数据与密钥结合。f函数作用于每轮的key值和每轮的待加密文本的右半部分,即Ki,Ri
f函数作用于每轮的key值和每轮的待加密文本的右半部分,即Ki,Ri
图四
函数¦的输出经过一个异或运算,和左半部分结合,其结果成为新的右半部分,原来的右半部分成为新的左半部分。
图五
3、扩展置换,扩展置换将32位的R部分,扩展为48位
扩展表如图所示:
图六
4、S盒替换,S盒替换将扩展替换后与ki(第i轮KEY值)异或后的结果压缩为32位,每6位与一个S盒运算,运算后压缩为4位,共有八个S盒,分为S1,S2......S8。具体如下图所示
图七
S盒介绍,以第六个S盒,S6为例
图八
设入的六位为b1,b2,b3,b4,b5,b6,b1、b6位组合得到列号,b2,b3,b4,b5组合得到行号。具体实现看底下的代码。确定行号和列好后将6位替换为4位数据,数据段具体值即为行列相交处的值,例如3行4列即为5,5的二进制码位1001,将原来的6位替换为4位即1001
4、P盒替换
P盒替换将S盒替换之后的结果进行一次位置替换,替换表如图所示:
图九
5 最后讲一下重头戏——16轮秘钥生成
先上个图
图10
图中的置换选择1和置换选择2跟之前将的置换选择原理是一样的,在代码中你能看到置换表
这里也给出来吧
图11
C0,D0指的是将56位(注位都是指的bit)秘钥分为左右两部分,C0代表左半部分,D0是右半部分。循环左移指的是将bit位循环左移,移除的位补到末尾,l例如100010循环左移一位之后位000101
每轮秘钥生成的时候循环左移的次数都不一样,具体如下表
图12
四、以上都是文字加图表描述,下面直接上代码,代码我都加了详细的备注,大家结合上面的说明一定能读懂滴。有点长,大家细心看
#writter:liuyang@BUAASoftwareDepartment #date:2014/05/14 #function:DEC加密、解密算法 #contact me:734056968@qq.com #IP置换表 IP_table=[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 ] #逆IP置换表 _IP_table=[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 ] #S盒中的S1盒 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 ] #S盒中的S2盒 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 ] #S盒中的S3盒 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 ] #S盒中的S4盒 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 ] #S盒中的S5盒 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 ] #S盒中的S6盒 S6=[12, 1, 10, 15, 9, 2, 6, 8, 0, 13, 3, 4, 14, 7, 5, 11, 10, 15, 4, 2, 7, 12, 9, 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 ] #S盒中的S7盒 S7=[4, 11, 2, 14, 15, 0, 8, 13, 3, 12, 9, 7, 5, 10, 6, 1, 13, 0, 11, 7, 4, 9, 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 ] #S盒中的S8盒 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 ] # S盒 S=[S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8] #P盒 P_table=[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 ] #压缩置换表1,不考虑每字节的第8位,将64位密钥减至56位。然后进行一次密钥置换。 yasuo1_table=[ 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 ] #压缩置换表2,用于将循环左移和右移后的56bit密钥压缩为48bit yasuo2_table=[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, 45, 33, 48, 44, 49, 39, 56, 34, 53, 46, 42, 50, 36, 29, 32 ] #用于对数据进行扩展置换,将32bit数据扩展为48bit extend_table=[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 ] #将字符转换为对应的Unicode码,中文用2个字节表示 def char2unicode_ascii(intext,length): outtext=[] for i in range(length): outtext.append(ord(intext[i])) return outtext #将Unicode码转为bit def unicode2bit(intext,length): outbit=[] for i in range(length*16): outbit.append((intext[int(i/16)](i%16))&1)#一次左移一bit return outbit #将8位ASCII码转为bit def byte2bit(inchar,length): outbit=[] for i in range(length*8): outbit.append((inchar[int(i/8)](i%8))&1)#一次左移一bit return outbit #将bit转为Unicode码 def bit2unicode(inbit,length): out=[] temp=0 for i in range(length): temp=temp|(inbit[i]<<(i%16)) if i%16==15: out.append(temp) temp=0 return out #将bit转为ascii 码 def bit2byte(inbit,length): out=[] temp=0 for i in range(length): temp=temp|(inbit[i]<<(i%8)) if i%8==7: out.append(temp) temp=0 return out #将unicode码转为字符(中文或英文) def unicode2char(inbyte,length): out="" for i in range(length): out=out+chr(inbyte[i]) return out #生成每一轮的key def createKeys(inkeys): keyResult=[] asciikey=char2unicode_ascii(inkeys,len(inkeys)) keyinit=byte2bit(asciikey,len(asciikey)) # print("keyinit=",end='') # print(keyinit) #初始化列表key0,key1 key0=[0 for i in range(56)] key1=[0 for i in range(48)] #进行密码压缩置换1,将64位密码压缩为56位 for i in range(56): key0[i]=keyinit[yasuo1_table[i]-1] #进行16轮的密码生成 for i in range(16): #---------确定左移的次数---------- if (i==0 or i==1 or i==8 or i==15): moveStep=1 else: moveStep=2 #------------------------------ #--------分两部分,每28bit位一部分,进行循环左移------------ for j in range(moveStep): for k in range(8): temp=key0[k*7] for m in range(7*k,7*k+6): key0[m]=key0[m+1] key0[k*7+6]=temp temp=key0[0] for k in range(27): key0[k]=key0[k+1] key0[27]=temp temp=key0[28] for k in range(28,55): key0[k]=key0[k+1] key0[55]=temp #----------------------------------------------------- #------------对56位密钥进行压缩置换,压缩为48位------------- for k in range(48): key1[k]=key0[yasuo2_table[k]-1] keyResult.extend(key1) #------------------------------------------------------ return keyResult def DES(text,key,optionType): keyResult=createKeys(key) finalTextOfBit=[0 for i in range(64)] finalTextOfUnicode=[0 for i in range(4)] # print(keyResult) if optionType==0:#选择的操作类型为加密 tempText=[0 for i in range(64)]#用于临时盛放IP逆置换之前,将L部分和R部分合并成64位的结果 extendR=[0 for i in range(48)]#用于盛放R部分的扩展结果 unicodeText=char2unicode_ascii(text,len(text)) # print(unicodeText) bitText=unicode2bit(unicodeText,len(unicodeText)) # print(bitText) initTrans=[0 for i in range(64)]#初始化,用于存放IP置换后的结果 #------------------进行初始IP置换--------------- for i in range(64): initTrans[i]=bitText[IP_table[i]-1] #将64位明文分为左右两部分 L=[initTrans[i] for i in range(32)] R=[initTrans[i] for i in range(32,64)] #开始进行16轮运算 for i in range(16): tempR=R #用于临时盛放R #-----------进行扩展,将32位扩展为48位-------- for j in range(48): extendR[j]=R[extend_table[j]-1] # print(len(keyResult)) keyi=[keyResult[j] for j in range(i*48,i*48+48)] #----------与key值进行异或运算---------------- XORResult=[0 for j in range(48)] for j in range(48): if keyi[j]!=extendR[j]: XORResult[j]=1 SResult=[0 for k in range(32)] #---------开始进行S盒替换------------------- for k in range(8): row=XORResult[k*6]*2+XORResult[k*6+5] column=XORResult[k*6+1]*8+XORResult[k*6+2]*4+XORResult[k*6+3]*2+XORResult[k*6+4] temp=S[k][row*16+column] for m in range(4): SResult[k*4+m]=(tempm)&1 #----------------------------------------- PResult=[0 for k in range(32)] #--------------开始进行P盒置换---------------- for k in range(32): PResult[k]=SResult[P_table[k]-1] #------------------------------------------ #--------------与L部分的数据进行异或------------ XORWithL=[0 for k in range(32)] for k in range(32): if L[k]!=PResult[k]: XORWithL[k]=1 #---------------------------------------------- #-------------将临时保存的R部分值,即tempR复制给L------ L=tempR R=XORWithL #----交换左右两部分------ L,R=R,L #-----合并为一部分 tempText=L tempText.extend(R) #-----------IP逆置换-------- for k in range(64): finalTextOfBit[k]=tempText[_IP_table[k]-1] finalTextOfUnicode=bit2byte(finalTextOfBit,len(finalTextOfBit)) # print(finalTextOfUnicode) finalTextOfChar=unicode2char(finalTextOfUnicode,len(finalTextOfUnicode)) # print(finalTextOfChar) return finalTextOfChar else:#选择的操作类型为解密 tempText=[0 for i in range(64)]#用于临时盛放IP逆置换之前,将L部分和R部分合并成64位的结果 extendR=[0 for i in range(48)]#用于盛放R部分的扩展结果 unicodeText=char2unicode_ascii(text,len(text)) # print(unicodeText) bitText=byte2bit(unicodeText,len(unicodeText)) # print(bitText) initTrans=[0 for i in range(64)]#初始化,用于存放IP置换后的结果 #------------------进行初始IP置换--------------- for i in range(64): initTrans[i]=bitText[IP_table[i]-1] #将64位明文分为左右两部分 L=[initTrans[i] for i in range(32)] R=[initTrans[i] for i in range(32,64)] #-----------------开始16轮的循环----------------- for i in range(15,-1,-1): tempR=R #用于临时盛放R #-----------进行扩展,将32位扩展为48位-------- for j in range(48): extendR[j]=R[extend_table[j]-1] keyi=[keyResult[j] for j in range(i*48,i*48+48)] #----------与key值进行异或运算---------------- XORResult=[0 for j in range(48)] for j in range(48): if keyi[j]!=extendR[j]: XORResult[j]=1 SResult=[0 for k in range(32)] #---------开始进行S盒替换------------------- for k in range(8): row=XORResult[k*6]*2+XORResult[k*6+5] column=XORResult[k*6+1]*8+XORResult[k*6+2]*4+XORResult[k*6+3]*2+XORResult[k*6+4] temp=S[k][row*16+column] for m in range(4): SResult[k*4+m]=(tempm)&1 #----------------------------------------- PResult=[0 for k in range(32)] #--------------开始进行P盒置换---------------- for k in range(32): PResult[k]=SResult[P_table[k]-1] #------------------------------------------ #--------------与L部分的数据进行异或------------ XORWithL=[0 for k in range(32)] for k in range(32): if L[k]!=PResult[k]: XORWithL[k]=1 #---------------------------------------------- #-------------将临时保存的R部分值,即tempR复制给L------ L=tempR R=XORWithL #----交换左右两部分------ L,R=R,L #-----合并为一部分 tempText=L tempText.extend(R) #-----------IP逆置换-------- for k in range(64): finalTextOfBit[k]=tempText[_IP_table[k]-1] finalTextOfUnicode=bit2unicode(finalTextOfBit,len(finalTextOfBit)) # print(finalTextOfUnicode) finalTextOfChar=unicode2char(finalTextOfUnicode,len(finalTextOfUnicode)) # print(finalTextOfChar) return finalTextOfChar def main(): text=input("请输入要操作的文本: ") print(" ".join(["输入的文本时",text])) optionType=input("请选择是进行加密还是解密,加密输入0,解密输入1: ") while(not(optionType=='0' or optionType=='1')): print("Wrong!!!选择的操作类型只能是0或者是1") optionType=input("请选择是进行加密还是解密,加密输入0,解密输入1: ") length=len(text) Result="" if optionType=='0': # f=open('D:\encyptText.txt','w') #----------若输入文本的长度不是4的整数倍,即不是64字节的整数倍,用空格补全(此处为了加密中文,用的是unicode编码,即用16字节表示一个字符)------- text=text+(length%4)*" " length=len(text) key=input("请输入8位加密密码: ") while(len(key)!=8): print("wrong!!请输入8位密码") key=input("请输入8位加密密码: ") print("加密后的文本:",end=" ") for i in range(int(length/4)): tempText=[text[j] for j in range(i*4,i*4+4)] Result="".join([Result,DES(tempText,key,int(optionType))]) # f.write(Result) print(Result) if optionType=='1': #----------若输入文本的长度不是8的整数倍,即不是64字节的整数倍,用空格补全(此处解密出来的密文用的是每8bit转换为一个ascii码,所以生成的八位表示的字符)------- # text=text+(length%8)*" " length=len(text) key=input("请输入8位解密密码: ") while(len(key)!=8): print("wrong!!请输入8位密码") key=input("请输入8位解密密码: ") print("解密后的文本:",end=" ") for i in range(int(length/8)): tempText=[text[j] for j in range(i*8,i*8+8)] Result="".join([Result,DES(tempText,key,int(optionType))]) print(Result)
六、运行截图
图13
七、后记
1、要用于具体项目的话,要把编码格式弄清楚,看你项目中的编码格式是什么,unicode,utf-8,gdb等否则会出错
2、文本输入的时候不能有换行,如果需要换行加一下转换符,调一调
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稳了!魔兽国服回归的3条重磅消息!官宣时间再确认!
昨天有一位朋友在大神群里分享,自己亚服账号被封号之后居然弹出了国服的封号信息对话框。
这里面让他访问的是一个国服的战网网址,com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。
而他在复制这个网址并且进行登录之后,确实是网易的网址,也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情,因为以前都没有出现这样的情况,现在突然提示跳转到国服战网的网址,是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢?
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