DES算法子密钥的生成过程

news2025/2/26 22:13:21

DES算法的一次执行中将进行16轮迭代加密；
从原始的56位密钥中得到16个轮密钥k，每个轮密钥ki是48位；
轮密钥也叫子密钥；

下面看一下子密钥的生成过程；

大体过程是这样；看下图，

此图来自 34.《密码学》.DES算法原理讲解_子密钥生成及总结_哔哩哔哩_bilibili

64位的密钥，去掉8位校验位，剩下56位；

按PC-1表进行置换，打乱顺序；然后分成2个28位；一个28位是C0，一个28位是D0，

然后要进行循环左移，循环左移要移1位或2位，根据是第几轮来判断，可查上图的循环左移查表；

移位之后得到Ci和Di，i是轮数；

把Ci和Di组合得到56位；

得到的56位按PC-2表进行置换，置换中有8位会被去除，得到此轮的48位子密钥ki；

PC-1表是56位，PC-2表是48位；

或者更简洁看下图；

此图来自，DES加密解密算法（简单、易懂、超级详细）_des加密算法_sunny-ll的博客-CSDN博客

过程为：64位密钥输入，PC1置换，分成2个28位，循环左移，得到一个56位，PC2置换，得到48位子密钥ki；

看了一下DES加密算法代码；还没完全看清楚；

算法描述中的位应该是二进制bit位；

代码中操作并不是用C语言的位运算；应该是一个二进制串例如 11001010 ，是作为一个字符串，取字符串的每一个来按算法操作；完了之后再把二进制的字符串转换为整型，由整型可取得字符的ASCII码；应该是这样；

它的PC1置换代码是这样的，

int pc1Table[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
};

string miyao, miyaoBinary, pc1MiyaoBinary;

//从64bit密钥中依据PC-1盒子取出56bit
for (i = 0; i < 56; i++)
{
pc1MiyaoBinary += miyaoBinary[pc1Table[i] - 1];
}

其中 miyaoBinary 和 pc1MiyaoBinary 是string类型；

它的代码中还有2个函数是实现二进制的字符串和整型数之间的转换，

int binaryToInt(string s)，输入一个二进制的字符串返回整型数；
string intToBinary(int i)，输入一个整数返回二进制的字符串；

下面单独先把这2个函数在MFC中看一下；我把它的string类型换成了MFC的CString；

int binaryToInt(CString );
CString intToBinary(int );

void CInbyView::OnDraw(CDC* pDC)
{
	CInbyDoc* pDoc = GetDocument();
	ASSERT_VALID(pDoc);
	// TODO: add draw code for native data here
	CString str1;

	CString b1 = "0101";
	int b2 = binaryToInt(b1);
	str1.Format("0101的整数：%d", b2);
	pDC->TextOut(50, 50, str1);

	CString b3 = "1100101";
	int b4 = binaryToInt(b3);
	str1.Format("1100101的整数：%d", b4);
	pDC->TextOut(50, 80, str1);

	str1 = intToBinary(12);
	pDC->TextOut(50, 110, "12的二进制：" + str1);
	
	CString str3 = intToBinary(14);
	pDC->TextOut(50, 140, "14的二进制：" + str3);

	CString str4 = intToBinary(37);
	pDC->TextOut(50, 170, "37的二进制：" + str4);
}

//二进制转整型
int binaryToInt(CString s)
{
    int i, result = 0, p = 1;
    for (i = s.GetLength() - 1; i >= 0; i--)
    {
        result += ((s[i] - '0') * p);   //数字字符转成字符
        p *= 2;
    }
    return result;
}

//整型转二进制
CString intToBinary(int i)
{
    int k = 0;
    CString result;
    while (k < 4) //此处，处理进入S盒后取出的数据转为2进制，此处最多用4bit
 
    {
        if (i)
        {
            result += ((i % 2) + '0');
            i /= 2;
        }
        else result += '0';
        k++;
    }
    result.MakeReverse();
    return result;
}

输出如下；