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DES算法的python3实现

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py3study
发布2020-01-10 17:06:07
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发布2020-01-10 17:06:07
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DES原理

DES原理 这里不予以复述, 有很多优秀的博客 原理可以参考这篇博客 https://www.cnblogs.com/songwenlong/p/5944139.html

DES实现

1. 主函数框架

DES 函数 传入参数为

2. 各种置换矩阵的定义

DES有各种置换矩阵的定义, 所以提前定义好, 但是这里虽然说是矩阵 但是使用数组来表示的

代码语言:javascript
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# S盒 的置换矩阵
S_MATRIX = [(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),
     (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),
     (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),
     (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),
     (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),
     (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),
     (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),
     (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)]
# P置换的置换矩阵
P_MATRIX = [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]
# IP置换的 置换矩阵
IP_MATRIX = [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]

# 压缩置换矩阵  从56位里选48位
COMPRESS_MATRIXS = [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]
# E扩展置换矩阵

E_MATRIX = [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]
# IP逆置换矩阵
IP_INVERSE_MATRIX = [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]

3.IP置换函数

对于置换 我们的明文是用一个长度为64的字符01串构成的 所以置换 只需要新的字符串 然后按照置换矩阵的下表来把原字符串的单个字符加入

4. 循环左移位数函数

对输入的str 按照shift_count的大小 左移shift_count位 这个函数主要用于子密钥生成

5.生成子密钥函数

此函数用来生成子密钥 生成16组子密钥 用于和扩展分组 异或

6.E扩展置换

用于把右边的32位扩展成48位

7.S盒替换函数

压缩后的密钥与扩展分组异或以后得到48位的数据,将这个数据送入S盒,进行替代运算。替代由8个不同的S盒完成,每个S盒有6位输入4位输出。48位输入分为8个6位的分组,一个分组对应一个S盒,对应的S盒对各组进行代替操作。

8.P置换

S盒代替运算的32位输出按照P盒进行置换

最后,P盒置换的结果与最初的64位分组左半部分L0异或,然后左、右半部分交换,接着开始另一轮。

9. IP逆置换

末置换是初始置换的逆过程,DES最后一轮后,左、右两半部分并未进行交换,而是两部分合并形成一个分组做为末置换的输入 置换后得到密文或者解密的明文

10. TEST函数

用来测试效果

实现结果

在这里插入图片描述
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原始发表:2019/08/22 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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目录
  • DES原理
  • DES实现
    • 1. 主函数框架
      • 2. 各种置换矩阵的定义
        • 3.IP置换函数
          • 4. 循环左移位数函数
            • 5.生成子密钥函数
              • 6.E扩展置换
                • 7.S盒替换函数
                  • 8.P置换
                    • 9. IP逆置换
                      • 10. TEST函数
                        • 实现结果
                        • 代码传送门
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