python实现S-DES加密算法

S-DES加密算法流程

加密算法涉及五个函数：
1、初始置换IP（initial permutation）
2、复合函数fk1，它是由密钥K1确定的，具有置换和替代的运算
3、转换函数SW
4、复合函数fk2，与fk1相同，所用的密钥是K2
5、初始置换IP的逆置换IP-1

一、S-DES子密钥生成：

置换P10：P10(k1,k2,…,k10)=(k3,k5,k2,k7,k4,k10,k1,k9,k8,k6)
SHIFT：第一个子密钥生成左移一位(LS-1)；第二个子密钥生成左移两位（LS-2）
置换P8：P8(k1,k2,…,k10)=(k6,k3,k7,k4,k8,k5,k10,k9)
（置换就是位上的交换，如K=1010000010，置换P10后为：1000001100）

二、加密/解密（这里以加密为例子）
整体流程：

置换IP和IP的逆置换：
IP(k1,k2,…,k8)=(k2,k6,k3,k1,k4,k8,k5,k7)
IP逆(k1,k2,…,k8)=(k4,k1,k3,k5,k7,k2,k8,k6)

复合函数fk：

复合函数fk由以下操作组成：
1、扩展/置换（E/P）运算
E/P(n1,n2,n3,n4)=(n4,n1,n2,n3,n2,n3,n4,n1)
得到的结果用N表示。
如： E/P(1001)=11000011
2、与子密钥异或
子密钥为K1=(k11,k12,k13,k14,k15,k16,k17,k18)
或异N⊕K1=（n4⊕k11,n1⊕k12,…,n1⊕k18）
3、S盒
两个S盒子为：

前四个或异的结果输入S0盒，产生2bit的输出；后四个输入S1，产生2bit输出。
S盒子的规则：
1、将第1和第4的输入比特做为2 bits数，指定S盒的一个行
2、将第2和第3的输入比特做为2 bits数，指定S盒的一个列
3、 则S盒该行该列的值表示为2 bits数，即为输出
如或异的结果为01001001：
对应S0盒子的输入为0100，其（合并的两位看成二进制，注意转换为10进制）行为00（则为第0行），列为10（则为3）（熟悉编程的就知道数组第一个元素下标是0，可以这样来记；不行就记住S盒子第一行里面定义为第0行即可）
4、置换P4
P4(k1,k2,k3,k4)=(k2,k4,k3,k1)
5、再与左边4位异或

交换函数SW
对左边和右边的4个比特进行互换，以便第二个fk对另外4个比特进行处理

源代码

S盒子：

#S盒子
S0 = [[1, 0, 3, 2],
     [3, 2, 1, 0],
     [0, 2, 1, 3],
     [3, 1, 3, 2]]

S1 = [[0, 1, 2, 3],
     [2, 0, 1, 3],
     [3, 0, 1, 0],
     [2, 1, 0, 3]]

置换函数P10：

#置换P10
def P10(key):
    return key[2]+key[4]+key[1]+key[6]+key[3]+key[9]+key[0]+key[8]+key[7]+key[5]

SHIFT：

#左移
def Shift(key,n):
    key=key[n:].ljust(5,'0')
    return key

置换P8：

#置换P8
def P8(key):
    return key[5]+key[2]+key[6]+key[3]+key[7]+key[4]+key[9]+key[<