DES/3DES -- CBC模式 -- 飘云修改版

飘云 · 发表于 2014-4-22 12:54:56

/************************************************************************/
/* DES、3DES CBC加密解密 */
/* 原作者：不详--仍然表示感谢 */
/* 修改：飘云(添加 DES CBC模式加密、解密算法) */
/************************************************************************/
#include <windows.h>
enum {ENCRYPT, DECRYPT};
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 加/解密 Type—ENCRYPT:加密,DECRYPT:解密
void Des_Run(char Out[8], char In[8], bool Type = ENCRYPT);
// 设置密钥
void Des_SetKey(const char Key[8]);
int DESede_CBC_decode(byte *lpIndata, int nlen, byte *lpOutData, byte lpK1[8], byte lpK2[8], byte lpK3[8], byte lpvi[8]);
int DESede_CBC_encode(byte *lpIndata, int nlen, byte *lpOutData, byte lpK1[8], byte lpK2[8], byte lpK3[8], byte lpvi[8]);
// DES算法CBC模式 -- 飘云
int DES_CBC_encode(byte *lpIndata,int nlen, byte *lpOutData, byte lpKey[8], byte lpIV[8]);
int DES_CBC_decode(byte *lpIndata, int nlen, byte *lpOutData, byte lpKey[8], byte lpIV[8]);
void DES_encode(byte *lpIndata, int nlen, byte *lpOut, byte *lpkey);
void DES_decode(byte *lpIndata, int nlen, byte *lpOut, byte *lpkey);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

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/************************************************************************/
/* DES、3DES CBC加密解密 */
/* 原作者：不详--仍然表示感谢 */
/* 修改：飘云(添加 DES CBC模式加密、解密算法) */
/************************************************************************/
#include "3DES.h"
#include <stdio.h>
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
static void F_func(bool In[32], const bool Ki[48]);// f 函数
static void S_func(bool Out[32], const bool In[48]);// S 盒代替
static void Transform(bool *Out, bool *In, const char *Table, int len);// 变换
static void Xor(bool *InA, const bool *InB, int len);// 异或
static void RotateL(bool *In, int len, int loop);// 循环左移
static void ByteToBit(bool *Out, const char *In, int bits);// 字节组转换成位组
static void BitToByte(char *Out, const bool *In, int bits);// 位组转换成字节组
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// initial permutation IP
const static 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
};
// final permutation IP^-1
const static 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
};
// expansion operation matrix
static const 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
};
// 32-bit permutation function P used on the output of the S-boxes
const 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
};
// permuted choice table (key)
const 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
};
// permuted choice key (table)
const 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, 45, 33, 48,
44, 49, 39, 56, 34, 53, 46, 42, 50, 36, 29, 32
};
// number left rotations of pc1
const static char LOOP_Table[16] = {
1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1
};
// The (in)famous S-boxes
const 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, 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,
// 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,
// 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
};
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
static bool SubKey[16][48]; // 16圈子密钥
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void Des_Run(char Out[8], char In[8], bool Type)
{
bool M[64], Tmp[32], *Li = &M[0], *Ri = &M[32];
ByteToBit(M, In, 64);
Transform(M, M, IP_Table, 64);
if(ENCRYPT != Type)
{
bool M2[64];
memcpy(M2,M,32);
memcpy(M,M + 32,32);
memcpy(M + 32,M2,32);
}
if( Type == ENCRYPT ){
for(int i=0; i<16; i++) {
memcpy(Tmp, Ri, 32);
F_func(Ri, SubKey[i]);
Xor(Ri, Li, 32);
memcpy(Li, Tmp, 32);
}
}else{
for(int i=15; i>=0; i--) {
memcpy(Tmp, Li, 32);
F_func(Li, SubKey[i]);
Xor(Li, Ri, 32);
memcpy(Ri, Tmp, 32);
}
}
if(ENCRYPT == Type)
{
bool M2[64];
memcpy(M2,M,32);
memcpy(M,M + 32,32);
memcpy(M + 32,M2,32);
}
Transform(M, M, IPR_Table, 64);
BitToByte(Out, M, 64);
}
void Des_SetKey(const char Key[8])
{
bool K[64], *KL = &K[0], *KR = &K[28];
unsigned char K2[64];
ByteToBit((bool*)K2,Key,64);
Transform(K, (bool *)K2, PC1_Table, 56);
for(int i=0; i<16; i++) {
RotateL(KL, 28, LOOP_Table[i]);
RotateL(KR, 28, LOOP_Table[i]);
Transform(SubKey[i], K, PC2_Table, 48);
}
}
void F_func(bool In[32], const bool Ki[48])
{
bool MR[48];
Transform(MR, In, E_Table, 48);
Xor(MR, Ki, 48);
S_func(In, MR);
Transform(In, In, P_Table, 32);
}
void S_func(bool Out[32], const bool In[48])
{
for(char i=0,j,k; i<8; i++,In+=6,Out+=4) {
j = (In[0]<<1) + In[5];
k = (In[1]<<3) + (In[2]<<2) + (In[3]<<1) + In[4];
ByteToBit(Out, &S_Box[i][j][k], 4);
}
}
void Transform(bool *Out, bool *In, const char *Table, int len)
{
char Tmp[256];
for(int i=0; i<len; i++)
Tmp[i] = (char)In[ Table[i]-1 ];
memcpy(Out,(bool*)Tmp, len);
}
void Xor(bool *InA, const bool *InB, int len)
{
for(int i=0; i<len; i++)
InA[i] ^= InB[i];
}
void RotateL(bool *In, int len, int loop)
{
static bool Tmp[256];
memcpy(Tmp, In, loop);
memcpy(In, In+loop, len-loop);
memcpy(In+len-loop, Tmp, loop);
}
void ByteToBit(bool *Out, const char *In, int bits)
{
int j = 0;
if( bits / 8)
{
j = 7;
}
else
{
j = 3;
}
for(int i=0; i<bits; i++)
{
Out[i] = (In[i/8]>>(j - i%8)) & 1;
}
}
void BitToByte(char *Out, const bool *In, int bits)
{
memset(Out, 0, (bits+7)/8);
for(int i=0; i<bits; i++)
{
Out[i/8] |= In[i]<<(7 - i%8);
}
}
/**************************************************
//
// 函数名称: DES_encode
// 函数功能: 标准DES算法ECB模式加密函数
// 函数参数: lpIndata: 数据
// 函数参数: nlen: 数据的长度
// 函数参数: lpOut: 加密数据
// 函数参数: lpkey: DES算法的Key
// 函数返回值: 无
//
************************************************/
void DES_encode(byte *lpIndata,int nlen,byte *lpOut,byte *lpkey)
{
Des_SetKey((char*)lpkey);
int i = 0;
for(i = 0;i < nlen; i += 8)
{
Des_Run((char*)(lpOut + i),(char*)(lpIndata + i),ENCRYPT);
}
}
/**************************************************
//
// 函数名称: DES_decode
// 函数功能: 标准DES算法ECB模式解密函数
// 函数参数: lpIndata: 密文数据
// 函数参数: nlen: 密文数据的长度
// 函数参数: lpOut: 解密数据
// 函数参数: lpkey: DES算法的Key
// 函数返回值: 无
//
************************************************/
void DES_decode(byte *lpIndata, int nlen, byte *lpOut, byte *lpkey)
{
Des_SetKey((char*)lpkey);
int i = 0;
for(i = 0; i < nlen; i += 8)
{
Des_Run((char*)(lpOut + i), (char*)(lpIndata + i), DECRYPT);
}
}
/**************************************************
//
// 函数名称: DES_CBC_encode
// 函数功能: DES算法CBC模式的加密算法
// 函数参数: lpIndata: 数据
// 函数参数: nlen: 数据的长度
// 函数参数: lpOutData: 加密数据
// 函数参数: lpKey: DES_CBC算法的Key
// 函数参数: lpIV: DES_CBC算法的向量
// 函数返回值: 返回加密后数据的长度
//
************************************************/
int DES_CBC_encode(byte *lpIndata, int nlen, byte *lpOutData, byte lpKey[8], byte lpIV[8])
{
byte *data = (byte*)malloc(nlen + 8);
int nFillSize = 8 - nlen % 8;
memcpy(data, lpIndata, nlen);
int i = 0;
int nLoop = nlen / 8 + 1;
for(i = 0; i < nFillSize; i++)
{
data[nlen + i] = (byte)nFillSize;
}
byte bytmp[8] = {0};
int j = 0;
for(i = 0; i < 8; i++)
{
bytmp[i] = data[i] ^ lpIV[i];
}
memcpy(lpOutData, lpIV, 8);
for(i = 0; i < nLoop; i)
{
DES_encode(bytmp, 8, lpOutData + i * 8, lpKey);
for(j = 0; j < 8; j++)
{
bytmp[j] = data[(i + 1) * 8 + j] ^ lpOutData[i * 8 + j];
}
i++;
}
free(data);
return nLoop * 8;
}
/**************************************************
//
// 函数名称: DES_CBC_decode
// 函数功能: DES算法CBC模式的解密算法
// 函数参数: lpIndata: 密文数据
// 函数参数: nlen: 密文数据的长度
// 函数参数: lpOutData: 解密数据
// 函数参数: lpKey: DES_CBC算法的Key
// 函数参数: lpIV: DES_CBC算法的向量
// 函数返回值: 返回解密后数据的长度
//
************************************************/
int DES_CBC_decode(byte *lpIndata, int nlen, byte *lpOutData, byte lpKey[8], byte lpIV[8])
{
int i = 0;
int nLoop = nlen / 8;
byte vi[8] = {0};
int j = 0;
memcpy(vi, lpIV, 8);
for(i = 0; i < nLoop; i)
{
DES_decode(lpIndata + i * 8, 8, lpOutData + i * 8, lpKey);
for(j = 0; j < 8; j++)
{
*(byte*)(lpOutData + i * 8 + j) ^= vi[j];
}
memcpy(vi, lpIndata + i * 8, 8);
i++;
}
return nlen - lpOutData[nlen - 1];
}
/**************************************************
//
// 函数名称: DESede_CBC_encode
// 函数功能: 3DES算法CBC模式的加密算法
// 函数参数: lpIndata: 数据
// 函数参数: nlen: 数据的长度
// 函数参数: lpOutData: 加密数据
// 函数参数: lpk1: 3DES_CBC算法的Key1
// 函数参数: lpk2: 3DES_CBC算法的Key2
// 函数参数: lpk3: 3DES_CBC算法的Key3
// 函数参数: lpvi: 3DES_CBC算法的向量
// 函数返回值: 返回加密后数据的长度
//
************************************************/
int DESede_CBC_encode(byte *lpIndata, int nlen, byte *lpOutData, byte lpK1[8], byte lpK2[8], byte lpK3[8], byte lpIV[8])
{
byte *data = (byte*)malloc(nlen + 8);
int nFillSize = 8 - nlen % 8;
memcpy(data, lpIndata, nlen);
int i = 0;
int nLoop = nlen / 8 + 1;
for(i = 0; i < nFillSize; i++)
{
data[nlen + i] = (byte)nFillSize;
}
byte bytmp[8] = {0};
int j = 0;
for(i = 0; i < 8; i++)
{
bytmp[i] = data[i] ^ lpIV[i];
}
memcpy(lpOutData,lpIV,8);
for(i = 0; i < nLoop; i)
{
DES_encode(bytmp, 8, data, lpK1);
DES_decode(data, 8, bytmp, lpK2);
DES_encode(bytmp, 8, lpOutData + i * 8, lpK3);
for(j = 0; j < 8; j++)
{
bytmp[j] = data[(i + 1) * 8 + j] ^ lpOutData[i * 8 + j];
}
i++;
}
free(data);
return nLoop * 8;
}
/**************************************************
//
// 函数名称: DESede_CBC_decode
// 函数功能: 3DES算法CBC模式的解密算法
// 函数参数: lpIndata: 密文数据
// 函数参数: nlen: 密文数据的长度
// 函数参数: lpOutData: 解密数据
// 函数参数: lpk1: 3DES_CBC算法的Key1
// 函数参数: lpk2: 3DES_CBC算法的Key2
// 函数参数: lpk3: 3DES_CBC算法的Key3
// 函数参数: lpvi: 3DES_CBC算法的向量
// 函数返回值: 返回解密后数据的长度
//
************************************************/
int DESede_CBC_decode(byte *lpIndata, int nlen, byte *lpOutData, byte lpK1[8], byte lpK2[8], byte lpK3[8], byte lpvi[8])
{
int i = 0;
int nLoop = nlen / 8;
byte bytmp[8] = {0};
byte vi[8] = {0};
int j = 0;
memcpy(vi,lpvi,8);
for(i = 0;i < nLoop;i)
{
DES_decode(lpIndata + i * 8, 8, bytmp, lpK1);
DES_encode(bytmp, 8, bytmp, lpK2);
DES_decode(bytmp, 8, lpOutData + i * 8, lpK3);
for(j = 0;j < 8;j++)
{
*(byte*)(lpOutData + i * 8 + j) ^= vi[j];
}
memcpy(vi,lpIndata + i * 8,8);
i++;
}
return nlen - lpOutData[nlen - 1];
}

复制代码

#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include "3DES.h"
int main(int argc, char* argv[])
{
byte data[8] = {0x88, 0x77, 0x66, 0x55, 0x44, 0x33, 0x22, 0x11};
byte retdata[8] = {0};
byte desKey[8] = {0x20, 0x73, 0x12, 0x4d, 0x68, 0x59, 0xdd, 0x4c};
byte desIV[8] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF};
DES_CBC_encode(data, sizeof(data), retdata, desKey, desIV);
int i = 0;
printf("DES_CBC_encode:\n");
for(i = 0; i < sizeof(retdata); i++)
{
printf("%.2X\n", retdata[i]);
}
ZeroMemory(&data, sizeof(data));
DES_CBC_decode(retdata, sizeof(retdata), data, desKey, desIV);
printf("DES_CBC_decode:\n");
for(i = 0; i < sizeof(data); i++)
{
printf("%.2X\n", data[i]);
}
return 0;
}

复制代码

qfhy123 · 发表于 2014-4-22 13:25:14

看不懂是啥东东

sdnyzjzx · 发表于 2014-4-22 15:25:20

要是给打个包就更好了

ochchina · 发表于 2014-4-23 07:54:37

有点看不懂。。。。。。

lhl8730 · 发表于 2014-4-23 14:17:21

好东西,....学习了..

924410377 · 发表于 2014-4-27 18:57:19

学习学习.........

wjrice · 发表于 2014-12-8 10:30:10

飘云出品，必属精品！

蓝色天空 · 发表于 2015-9-16 13:20:56

看不明白，3DES.h 这个文件在哪？

vitamin · 发表于 2016-7-4 09:45:43

谢谢分享，最近学习密码学

lucious · 发表于 2016-12-24 16:57:54

支持一下！！

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[C/C++] DES/3DES -- CBC模式 -- 飘云修改版

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