c++实现des算法

程序分三部分，des头文件，des类实现，main函数调用。

 //panda
 //2013-4-13
 //des

 //des.h

 class DES
 {
 private:
     //public:
     //明文
     char msg[];
     bool bmsg[];
     //密钥
     char key[];
     bool bkey[];
     //16个子密钥
     bool subkey[][];
     //l0 r0中间变量
     bool rmsgi[],lmsgi[];//第i个
     bool rmsgi1[],lmsgi1[];//第i+1个
     //密文
     bool bcryptedmsg[];
     char cryptedmsg[];
     //解密的结果
     bool bdecipher[];
     char decipher[];
 private:
     //静态常量

     //不允许在类内初始化
     //初始值换ip
     const static int ip[];
     //子密钥
     //置换选择1
     const static int c0[];
     const static int d0[];
     //循环左移表
     const static int keyoff[];
     //置换选择2
     const static int di[];
     //加密函数
     //e运算
     const static int e_operate[];
     //sbox
     const static int sbox[][];
     //置换运算p
     const static int p_operate[];
     //逆初始置换ip
     const static int back_ip[];
     //位掩码
     const static char bitmask[];
 public:
     //设置明文和密钥
     //_length要小于或等于8
     void SetMsg(char* _msg,int _length);
     void SetKey(char* _msg,int _length);
     //生产子密钥
     void ProduceSubKey();
     //总的的加密流程
     void Crypte();
     //解密
     void Decipher();
     //输出密文
     void OutPutCryptedMsg();
     //二进制转成字符
     void Bit2Char(bool* _barray,char* _carray);//length=64
     //输出解密后的明文
     void OutPutDecipher();
 private:
     //字符转成二进制，并保存到64位bool数组中
     void Char2Bit(char* _carray,bool* _barray,int length);
     ////二进制转成字符
     //void Bit2Char(bool* _barray,char* _carray);//length=64
     //初始置换
     void InitSwap(bool in[]);
     //初始逆置换
     void InitReSwap(bool out[]);
     //循环左移
     void SubKeyOff(bool* _subkey,int _off);
     //e运算操作函数
     void EOperation(bool a[],bool b[]);
     //模2相加
     //相同为0 不同为1
     void Mode2Add(bool a[],bool b[],bool c[],int length);
     //sbox
     void DealSBox(bool in[],bool out[]);
     void _DealSBox(bool in[],bool out[],int box);
     //p opraration
     void POperation(bool temp[],bool result[]);
     //加密函数
     void CrypteFunction(bool in[],int isubkey,bool out[]);

     //数组之间赋值
     void CopyArray(bool array1[],bool array2[],int size);
 };

 //2013-4-13
 //panda
 //des
 #include<string>
 #include<iostream>
 #include"des.h"
 using namespace std;
 //静态常量
 const int DES::ip[]={
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,
 };
 const int DES::c0[]={
     ,,,,,,,
     ,,,,,,,
     ,,,,,,,
     ,,,,,,
 };
 const int DES::d0[]={
     ,,,,,,,
     ,,,,,,,
     ,,,,,,,
     ,,,,,,
 };
 const int DES::keyoff[]={
     ,,,,,,,,,,,,,,,
 };
 const int DES::di[]={
     ,,,,,,
     ,,,,,,
     ,,,,,,
     ,,,,,,
     ,,,,,,
     ,,,,,,
     ,,,,,,
     ,,,,,
 };
 const int DES::e_operate[]={
     ,,,,,,
     ,,,,,,
     ,,,,,,
     ,,,,,,
     ,,,,,,
     ,,,,,,
     ,,,,,,
     ,,,,,
 };
 const int DES::sbox[][]={
     {
         , , , , , , , , , , , , , , , ,
             , , , , , , , , , , , , , , , ,
             , , , , , , , , , , , , , , , ,
             , , , , , , , , , , , , , , ,
     },  

     {
         , , , , , , , , , , , , , , , ,
             , , , , , , , , , , , , , , , ,
             , , , , , , , , , , , , , , , ,
             , , , , , , , , , , , , , , ,
         },  

         {
             , , , , , , , , , , , , , , , ,
                 , , , , , , , , , , , , , , , ,
                 , , , , , , , , , , , , , , , ,
                 , , , , , , , , , , , , , , ,
         },  

         {
             , , , , , , , , , , , , , , , ,
                 , , , , , , , , , , , , , , , ,
                 , , , , , , , , , , , , , , , ,
                 , , , , , , , , , , , , , , ,
             },  

             {
                 , , , , , , , , , , , , , , , ,
                     , , , , , , , , , , , , , , , ,
                     , , , , , , , , , , , , , , , ,
                     , , , , , , , , , , , , , , ,
             },  

             {
                 , , , , , , , , , , , , , , , ,
                     , , , , , , , , , , , , , , , ,
                     , , , , , , , , , , , , , , , ,
                     , , , , , , , , , , , , , , ,
                 },  

                 {
                     , , , , , , , , , , , , , , , ,
                         , , , , , , , , , , , , , , , ,
                         , , , , , , , , , , , , , , , ,
                         , , , , , , , , , , , , , , ,
                 },  

                 {
                     , , , , , , , , , , , , , , , ,
                         , , , , , , , , , , , , , , , ,
                         , , , , , , , , , , , , , , , ,
                         , , , , , , , , , , , , , , ,
                     }
 };
 const int DES::p_operate[]={
     ,,,,
     ,,,,
     ,,,,
     ,,,,
     ,,,,
     ,,,,
     ,,,,
     ,,,
 };
 const int DES::back_ip[]={
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,,
     ,,,,,,,
 };
 const char DES::bitmask[]={ ,,,,,,,};

 //实现函数

 //
 //设置明文
 //
 void DES::SetMsg(char* _msg,int _length)
 {
     if (_length>)
     {
         return;
     }
     for (int i = ; i < _length; i++)
     {
         msg[i]=_msg[i];
     }
     //转换成二进制
     Char2Bit(msg,bmsg,);

 };
 //
 //设置密钥
 //
 void DES::SetKey(char* _key,int _length)
 {
     if (_length>)
     {
         return;
     }
     for (int i = ; i < _length; i++)
     {
         key[i]=_key[i];
     }
     //转成二进制
     Char2Bit(key,bkey,);
 };
 //
 //字符转成二进制
 //ok   length字符数组的长度
 void DES::Char2Bit(char* _carray,bool* _barray,int length)
 {
     //int index=0;
     for (int i = ; i <length; i++)
     {
         for (int j = ; j < ; j++)
         {
             _barray[i*+-j]=(_carray[i]>>j)&;
         }
     }
 };
 //
 //二进制转成字符
 //
 void DES::Bit2Char(bool* _barray,char* _carray)
 {
     char temp;
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         //数学方法转成字符
         temp=;
         for (int j = ; j < ; j++)
         {
             if (_barray[i*+j]==)
             {
                 temp|=bitmask[j];
             }
         }
         //cout<<temp;
         _carray[i]=temp;
     }
 };
 //
 //初始置换函数
 //ok
 void DES::InitSwap(bool in[])
 {
     //打乱
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         lmsgi[i]=in[ip[i]-];
         rmsgi[i]=in[ip[i+]-];
     }
 };
 //
 //初始逆置换函数
 //ok
 void DES::InitReSwap(bool out[])
 {
     //组合成64数组
     bool temp[];
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         temp[i]=rmsgi[i];
         temp[+i]=lmsgi[i];
     }
     //按照逆ip矩阵
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         out[i]=temp[back_ip[i]-];
     }
 };
 //
 //循环左移
 //ok
 void DES::SubKeyOff(bool* _subkey,int _off)
 {
     //有没有更好的办法???
     bool temp;
     for (int i = ; i < _off; i++)
     {
         temp=_subkey[];
         for (int i = ; i < ; i++)
         {
             _subkey[i]=_subkey[i+];
         }
         _subkey[]=temp;
     }
 };
 //
 //生产子密钥
 //ok
 void DES::ProduceSubKey()
 {
     //置换选择1
     bool ctemp[],dtemp[];
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         ctemp[i]=bkey[c0[i]-];
         dtemp[i]=bkey[d0[i]-];
     }
     bool keytemp[];
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         //循环左移
         SubKeyOff(ctemp,keyoff[i]);
         SubKeyOff(dtemp,keyoff[i]);
         //合并成一个56数组
         for (int j = ; j <; j++)
         {
             keytemp[j]=ctemp[j];
             keytemp[+j]=dtemp[j];
         }
         //置换选择2
         for (int j = ; j < ; j++)
         {
             subkey[i][j]=keytemp[di[j]-];
         }
     }
 };
 //
 //e运算
 //ok
 void DES::EOperation(bool a[],bool b[])
 {
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         b[i]=a[e_operate[i]-];
     }
 };
 //
 //模2想加
 //ok
 void DES::Mode2Add(bool a[],bool b[],bool c[],int length)
 {
     for (int i = ; i < length; i++)
     {
         if (a[i]==b[i])
         {
             c[i]=;
         }else
         {
             c[i]=;
         }
     }
 };
 //
 //sbox处理
 //ok
 void DES::DealSBox(bool in[],bool out[])
 {
     bool _in[],_out[];
     //8个盒子
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         //提取盒子
         for (int j = ; j < ; j++)
         {
             _in[j]=in[i*+j];
         }
         //压缩
         _DealSBox(_in,_out,i);
         //放进out数组
         for (int jj = ; jj < ; jj++)
         {
             out[i*+jj]=_out[jj];
         }
     }
 };
 //
 //_dealsbox
 //ok
 void DES::_DealSBox(bool in[],bool out[],int box)
 {
     int raw,col;
     raw=in[]*+in[];//转换成十进制 行
     col=in[]***+in[]**+in[]*+in[];//列
     int result=sbox[box][raw*+col];
     //转成二进制
     for (int i = ; i >=; i--)
     {
         out[i]=(result>>(-i))&;
     }
 };
 //
 //p操作
 //ok
 void DES::POperation(bool temp[],bool result[])
 {
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         result[i]=temp[p_operate[i]-];
     }
 };
 //
 //加密函数
 //isubkey表明用那个子密钥加密   ok
 void DES::CrypteFunction(bool in[],int isubkey,bool out[])
 {
     //e 操作
     bool temp1[];
     EOperation(in,temp1);
     bool temp2[];
     Mode2Add(temp1,(bool *)subkey[isubkey],temp2,);//ok
     //盒子压缩
     bool temp3[];
     DealSBox(temp2,temp3);
     //置换运算p
     POperation(temp3,out);

 };
 //
 // des加密流程
 //ok
 void DES::Crypte()
 {
     //直接用bmsg明文
     //直接用cryptedmsg存放密文
     bool temp1[],temp2[];
     //初始置换ip
     InitSwap(bmsg);
     //16轮迭代
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         if (i%==)
         {
             //L1=R0
             CopyArray(rmsgi,lmsgi1,);
             //f(R0,k0)
             CrypteFunction(rmsgi,i,temp1);
             //L0+f(R0,k0)
             Mode2Add(lmsgi,temp1,temp2,);
             //R1=L0+f(R0,k0)
             CopyArray(temp2,rmsgi1,);
         }else
         {
             //L2=R1
             CopyArray(rmsgi1,lmsgi,);
             //f(R1,k1)
             CrypteFunction(rmsgi1,i,temp1);
             //L1+f(R1,k1)
             Mode2Add(lmsgi1,temp1,temp2,);
             //R2=L1+f(R1,k1)
             CopyArray(temp2,rmsgi,);
         }
     }

     //逆初始置换ip
     InitReSwap(bcryptedmsg);
     //转成字符
     Bit2Char(bcryptedmsg,cryptedmsg);
 };
 //
 //数组赋值
 //ok
 void DES::CopyArray(bool content[],bool empty[],int size)
 {
     for (int i = ; i < size; i++)
     {
         empty[i]=content[i];
     }
 };
 //
 //解密
 //ok
 void DES::Decipher()
 {
     bool temp1[],temp2[];
     //初始置换ip
     InitSwap(bcryptedmsg);
     //16轮迭代加密

     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         if (i%==)
         {
             //L1=R0
             CopyArray(rmsgi,lmsgi1,);
             //f(R0,k0)
             CrypteFunction(rmsgi,-i,temp1);
             //L0+f(R0,k0)
             Mode2Add(lmsgi,temp1,temp2,);
             //R1=L0+f(R0,k0)
             CopyArray(temp2,rmsgi1,);
         }else
         {
             //L2=R1
             CopyArray(rmsgi1,lmsgi,);
             //f(R1,k1)
             CrypteFunction(rmsgi1,-i,temp1);
             //L1+f(R1,k1)
             Mode2Add(lmsgi1,temp1,temp2,);
             //R2=L1+f(R1,k1)
             CopyArray(temp2,rmsgi,);
         }
     }
     //逆初始置换ip
     InitReSwap(bdecipher);
     //转成字符
     Bit2Char(bdecipher,decipher);

 };
 //
 //输出密文
 //
 void DES::OutPutCryptedMsg()
 {
     //Bit2Char(bcryptedmsg,cryptedmsg);
     cout<<endl<<"密文:";
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         cout<<cryptedmsg[i]<<' ';
     }
 };
 //
 //输出解密明文
 //
 void DES::OutPutDecipher()
 {
     //Bit2Char(bdecipher,decipher);
     cout<<endl<<"解密:";
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         cout<<decipher[i]<<' ';
     }
     cout<<endl;
 };

 #include<iostream>
 #include"des.h"
 #include<string.h>
 using namespace std;

 int main()
 {
     //教材的测试数据
     char msg[]={'','','','','','','',''};
     char key[]={'','','','','','','',''};
     cout<<"明文：";
     for (int i = ; i < ; i++)
     {
         cout<<msg[i]<<' ';
     }
     DES des;
     //设置明文
     des.SetMsg(msg,);
     //设置密钥
     des.SetKey(key,);
     //生产子密钥
     des.ProduceSubKey();
     //加密
     des.Crypte();
     //输出密文
     des.OutPutCryptedMsg();
     //解密
     des.Decipher();
     //输出解密后的明文
     des.OutPutDecipher();

     system("pause");
     return ;
 }