DES加密算法（C++版）

最新推荐文章于 2025-07-10 11:48:56 发布
原创 最新推荐文章于 2025-07-10 11:48:56 发布 · 1.9k 阅读 · 12 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#C++ #Web安全

本文详细介绍了一种使用C++编程语言实现的DES算法，包括子密钥产生和加解密过程。文章阐述了算法的各个模块，如PC-1置换、LS置换、PC-2压缩置换、字节填充、初始置换IP、16轮迭代T、交换置换W及逆置换IP-1，并提供了完整的C++代码示例。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

此算法使用C++写成。更多详细内容可参考GitHub项目

模块分解

DES算法模块分为两个大模块，一个是子密钥产生，一个是加解密过程。
子密钥产生部分分为3个模块：

①PC-1置换：对K的56个非校验位实行置换 PC-1，得到 C0D0，其中C0和D0分别由PC-1置换后的前28位和后28位组成。

②16次LS置换：计算 Ci = LSi，(Ci-1) 和 Di = LSi(Di-1)。当i=1, 2, 9, 16时，LSi(A)表示将二进制串A循环左移一个位置；否则循环左移两个位置。

③PC-2压缩置换：对 56位的CiDi实行 PC-2压缩置换，得到48位的Ki

加密和解密过程分为6个模块：

①获取子密钥：使用子密钥产生模块

②原始明文消息按PKCS#5 (RFC 8018)规范进行字节填充：原始明文消息最后的分组不够8个字节 (64位) 时，在末尾以字节填满，填入的字节取值相同，都是填充的字节数目；原始明文消息刚好分组完全时，在末尾填充8个字节 (即增加一个完整分组)，字节取值都是08。

③初始置换IP：给定64位明文块 M，通过一个固定的初始置换 IP 来重排 M 中的二进制位，得到二进制串 M0 = IP(M) = L0R0，这里L00和R0分别是M0的前32位和后32位。

④16轮迭代T：根据 L0R0 按下述规则进行16次迭代，即Li = Ri-1, Ri = Li-1⊕f(Ri-1, Ki), i = 1 … 16。输入64位明文M时，子密钥按 (K1K2 … K16)的次序调度，是加密过程。输入64位密文C时子密钥按 (K16K15… K1)的次序调度。

⑤交换置换W：16次迭代后得到 L16R16；左右交换输出R16L16。

⑥逆置换IP-1：对迭代 T 输出的二进制串 R16L16使用初始置换的逆置换IP-1得到密文C。

注：实际编程过程中为了编程方便，实际编写的函数模块可能与上述模块的分类有所出入，但总体结构和算法步骤与上述DES算法相同。

C++代码

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <vector>

#define DEBUG 0

using namespace std;

const int IP[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 };

const int IP_1[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 };

const int E_exp[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};

const int P_transform[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};

const int PC_1[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};

const int PC_2[56] = { 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};

const int SBOX_1[4][16] = {{14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7},
                           {0,15,7,4,15,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8},
                           {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}};

const int SBOX_2[4][16] = {{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}};

const int SBOX_3[4][16] = {{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}};

const int SBOX_4[4][16] = {{7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15},
                           {12,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9},
                           {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}};

const int SBOX_5[4][16] = {{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}};

const int SBOX_6[4][16] = {{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}};

const int SBOX_7[4][16] = {{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}};

const int SBOX_8[4][16] = {{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}};

typedef const int (*SBOX)[16];
SBOX SBox[8] = { SBOX_1, SBOX_2, SBOX_3, SBOX_4, SBOX_5, SBOX_6, SBOX_7, SBOX_8};

class DES{
private:
    string total_code, total_key;
    string tempCode_1, tempCode_2;
    string m_code, code;
    string L, R, C, D;
    vector<string> K;
public:
    DES() {}
    // 加密
    void encode(string str, string key) {
        m_code = "";
        total_code = str;
        total_key = key;
        if(DEBUG) {
            cout << "getkeys" << endl;
        }
        getKeys();
        if(DEBUG) {
            cout << "formatSourceCode" << endl;
        }
        formatSourceCode();
        int count = 0;
        int s = total_code.size();
        while(count*8 < s) {
            string sub;
            if(s-count*8 >= 8){
                sub = total_code.substr(count*8, 8);
            }
            else{
                sub = total_code.substr(count*8);
            }
            count++;
            fill(sub);
            if(DEBUG) {
                cout << "code length: "<< tempCode_1.size() << endl;
            }
            if(DEBUG) {
                cout << "IP0" << endl;
            }
            getIP0();
            if(DEBUG) {
                cout << "iterationT" << endl;
            }
            string a = iterationT_A(1, 16);
            if(DEBUG) {
                cout << "IP1" << endl;
            }
            string result = getIP1(a);
            m_code += result;
            if(DEBUG) {
                cout << result.size() << endl;
            }
        }
        cout << m_code << endl;
    }
    // 解密
    void decode(string str, string key) {
        int count = 0;
        code = "";
        getKeys();
        while(count*64 < str.size()){
            tempCode_1 = str.substr(count*64, 64);
            total_key = key;
            count++;
            if(DEBUG) {
                cout << "K :" << endl;
                for(int i = 0; i < K.size(); i++) {
                    cout << K[i] <<endl;
                }
                cout << "IP0" << endl;
            }
            getIP0();
            if(DEBUG) {
                cout << "iterationT" << endl;
            }
            string a = iterationT_D(16, 1);
            if(DEBUG) {
                cout << "IP1" << endl;
            }
            string result = getIP1(a);
            if(count*64 == str.size()) {
                code += formatAndReduceResult(result);
            }
            else {
                code += formatResult(result);
            }
        }
        cout << code << endl;
    }
    // 密码部分
    // 填充字符串
    void fill(string str) {
        tempCode_1 = "";
        for(int i = 0; i < 8; i++) {
            string s;
            int a = i < str.size()? (int)str[i] : 8-str.size();
            while(a > 0) {
                s = (char)(a%2+48) + s;
                a /= 2;
            }
            while(s.size() < 8) {
                s = "0" + s;
            }
            tempCode_1 += s;
        }
        if(DEBUG) {
            cout << tempCode_1 << endl;
        }
    }
    // 填充字符串
    void formatSourceCode() {
        if(total_code.size() % 8 == 0) {
            total_code += "\b\b\b\b\b\b\b\b";
        }
    }
    // IP置换(LR)
    void getIP0() {
        tempCode_2 = tempCode_1;
        L = "";
        R = "";
        for(int i = 0; i < 64; i++) {
            tempCode_2[i] = tempCode_1[IP[i]-1];
        }
        for(int i = 0; i < 64; i++) {
            if(i < 32){
                L += tempCode_2[i];
            }
            else {
                R += tempCode_2[i];
            }
        }

        if(DEBUG) {
            cout << "tempCode_2: " << tempCode_2 << endl;
            cout << "L: " << L << endl;
            cout << "R: " << R << endl;
        }
    }
    // Feistel轮函数
    string Feistel(string R, string K) {
        string res = "", rec = "";
        // 将长度为32位的串 Ri-1 作 E-扩展
        string ER = E_expend(R);
        // E(Ri-1) 和长度为48位的子密钥 Ki 作异或运算
        for(int i = 0; i < 48; i++) {
            res += (char)(((ER[i]-48) ^ (K[i]-48))+48);
        }
        // 平均分成8个分组, 分别经过8个不同的 S-盒进行 6-4 转换
        for(int i = 0; i < 8; i++) {
            string sub = res.substr(i*6, 6);
            string sub_m = Feistel_SBOX(sub, i);
            // 顺序连接得到长度为32位的串
            rec += sub_m;
        }
        if(DEBUG) {
            cout << "substring length: " << rec.size() << endl;
        }
        // P-置换
        return getPTransform(rec);
    }
    // P置换
    string getPTransform(string str) {
        string res = "";
        for(int i = 0; i < 32; i++) {
            res += str[P_transform[i]-1];
        }
        return res;
    }
    // Feistel SBOX
    string Feistel_SBOX(string str, int num){
        int n = (str[0]-48) * 2 + (str[5]-48);
        int m = (str[1]-48) * 8 + (str[2]-48) * 4 + (str[3]-48) * 2 + (str[4]-48);
        int number = SBox[num][n][m];
        string res = "";
        while(number > 0) {
            res = (char)(number%2+48) + res;
            number /= 2;
        }
        while(res.size() < 4) {
            res = "0" + res;
        }
        if(DEBUG) {
            cout << "SBox: " << endl;
            cout << str << " " << num << " " << res << endl;
        }
        return res;
    }
    // E扩展
    string E_expend(string str) {
        string res = "";
        for(int i = 0; i < 48; i++) {
            res += str[E_exp[i]-1];
        }
        if(DEBUG) {
            cout << "E expend: " << res << endl;
        }
        return res;
    }
    // XOR操作
    string XORoperation(string a, string b) {
        string res = "";
        for(int i = 0; i < 32; i++) {
            res += (char)(((a[i]-48) ^ (b[i]-48))+48);
        }
        return res;
    }
    // T迭代(加密)
    string iterationT_A(int begin, int end) {
        string L_temp, R_temp;
        for(int i = begin-1; i <= end-1; i++) {
            L_temp = R;
            R_temp = XORoperation(L, Feistel(R, K[i]));
            L = L_temp;
            R = R_temp;
        }
        return R+L;
    }
    // T迭代(解密)
    string iterationT_D(int begin, int end) {
        string L_temp, R_temp;
        for(int i = begin-1; i >= end-1; i--) {
            L_temp = R;
            R_temp = XORoperation(L, Feistel(R, K[i]));
            L = L_temp;
            R = R_temp;
        }
        return R+L;
    }
    // IP逆置换
    string getIP1(string str) {
        string res = "";
        for(int i = 0; i < 64; i++) {
            res += str[IP_1[i]-1];
        }
        return res;
    }
    // 整理明文1
    string formatResult(string str) {
        int count = 0;
        string res = "";
        while(count*8 < str.size()) {
            string a = str.substr(count*8, 8);
            res += (char)(Two2Ten(a));
            count++;
        }
        return res;
    }
    // 整理明文2
    string formatAndReduceResult(string str) {
        int count = 0;
        string res = "";
        string a = str.substr(str.size()-8, 8);
        int n = (int)(Two2Ten(a));
        if(DEBUG) {
            cout << a << endl;
            cout << n << endl;
        }
        while(count < 8-n) {
            a = str.substr(count*8, 8);
            res += (char)(Two2Ten(a));
            count++;
        }
        return res;
    }
    // 二进制转十进制
    int Two2Ten(string num) {
        int base = 1;
        int res = 0;
        for(int i = num.size()-1; i >= 0; i--) {
            res += (int)(num[i]-48) * base;
            base *= 2;
        }
        return res;
    }
    // 子密钥部分
    // 子密钥格式化
    string formatKey() {
        string res = "", rec = "";
        for(int i = 0; i < 8; i++) {
            int num = (int)total_key[i];
            res = "";
            while(num > 0) {
                res = (char)(num%2+48) + res;
                num /= 2;
            }
            while(res.size() < 8) {
                res = "0" + res;
            }
            rec += res;
        }
        if(DEBUG) {
            cout << "rec: " << rec << endl;
        }
        return rec;
    }
    // PC1置换
    string getPC1Key(string str) {
        string res = str;
        for(int i = 0; i < 56; i++) {
            res[i] = str[PC_1[i]-1];
        }
        if(DEBUG){
            cout << "res: " << res << endl;
        }
        return res;
    }
    // 获取C、D
    void get_C_D(string str) {
        C = "";
        D = "";
        str.erase(63,1);
        str.erase(55,1);
        str.erase(47,1);
        str.erase(39,1);
        str.erase(31,1);
        str.erase(23,1);
        str.erase(15,1);
        str.erase(7,1);
        for(int i = 0; i < str.size(); i++) {
            if(i < 28) {
                C += str[i];
            }
            else {
                D += str[i];
            }
        }
        if(DEBUG) {
            cout << "C: " << C << endl;
            cout << "D: " << D << endl;
        }
    }
    // LS置换
    void getKeyI() {
        //string C_temp = C, D_temp = D;
        for(int i = 1; i <= 16; i++) {
            if(i == 1 || i == 2 || i == 9 || i == 16) {
                LS_1(C);
                LS_1(D);
            }
            else {
                LS_2(C);
                LS_2(D);
            }
            string t = C+D;
            t = getPC2Key(t);
            K.push_back(t);
        }
    }
    // LS置换(1)
    void LS_1(string& str) {
        char a = str[0];
        for(int i = 0; i < str.size()-1; i++) {
            str[i] = str[i+1];
        }
        str[str.size()-1] = a;
    }
    // LS置换(2)
    void LS_2(string& str) {
        char a = str[0], b = str[1];
        for(int i = 0; i < str.size()-2; i++) {
            str[i] = str[i+2];
        }
        str[str.size()-2] = a;
        str[str.size()-1] = b;
    }
    // PC2置换
    string getPC2Key(string str) {
        string res = str;
        for(int i = 0; i < 48; i++) {
            res[i] = str[PC_2[i]-1];
        }
        res.erase(53,1);
        res.erase(42,1);
        res.erase(37,1);
        res.erase(34,1);
        res.erase(24,1);
        res.erase(21,1);
        res.erase(17,1);
        res.erase(8,1);
        return res;
    }
    // 获取子密钥的总函数
    void getKeys() {
        vector<string> t;
        K = t;
        string a = formatKey();
        a = getPC1Key(a);
        get_C_D(a);
        getKeyI();
    }
};

int main() {
    string c, k;
    cout << "Plaintext: ";
    cin >> c;
    cout << "Key: ";
    cin >> k;
    DES des;
    cout << "result: ";
    des.encode(c, k);
    cout << endl;
    cout << "Ciphertext: ";
    cin >> c;
    cout << "Key: ";
    cin >> k;
    cout << "result: ";
    des.decode(c, k);
    return 0;
}
DES加密算法C++实现
06-05
DES加密算法C++实现支持多个key输入、支持ECB、CBC填充模式 3、不是.exe程序，是代码段；
DES加密算法的C++实现
dbbaq24022的专栏
12-06 8503
《信息安全技术》这门课又在讲 DES 加密算法了，以前用纯C写过一次，这次我用 C++ 重新写了一个，写篇文章以备后用。本文介绍了 DES 算法加密的大致步骤和整体流程。 一、DES算法原理 DES算法是一种最通用的对称密钥算法，因为算法本身是公开的，所以其安全性在于密钥的安全性。基于密钥的算法通常有两类：对称算法和公开密钥算法。对称算法的对称性体现在加密密钥能够从解...
C/C++接口实现DES加密解密算法
最新发布
weixin_42591908的博客
07-10 397
DES，即数据加密标准（Data Encryption Standard），是一种广泛应用于计算机安全领域的对称密钥加密算法。它通过将64位的数据块进行多次加密处理来保证数据的机密性。在C/C++编程中，开发者可以使用DES算法的库函数或API来进行数据的加密与解密操作，这通常涉及密钥的生成、数据的分组和变换等步骤。
DES加密（C++）
05-20
DES加密解密算法的实现，应用C++编程，可以实现文件加密解密，文件夹加密解密
DES加密算法源代码(C++类)
天涯旧客
04-04 6158
#ifndef   _DES_ENCRYPT_DECRYPT 35 %Rj  #define   _DES_ENCRYPT_DECRYPT v0,Mu-3w=  z |sykX[z  #define BYTE   unsigned char yWa/5uMcW  #define LPBYTE   BYTE* !5AA`/  #define LPCBYTE   const BY
DES加密算法的实现（C++）
03-16
（信息安全概论作业）DES是分组长度为64比特的分组加密算法，密钥长度也是64比特，其中每8比特有一位奇偶校验位，因此有效密钥长度位56比特。DES算法是公开的，其安全性依赖于密钥的保密程度。
des.rar_DES加密算法C++_c++ des加密_des_des加密算法 C++_对称加密算法
09-19
在C++中实现DES加密算法，通常会涉及到以下几个关键步骤和概念： 1. **密钥扩展**：DES的56位密钥通过一系列置换和位旋转操作扩展成64位，其中第8、16、24、32、40、48、56和64位是奇偶校验位，不参与实际加密过程...
C++实现3Des算法.zip_3DES算法 C++_3des_C++_visual c_加密算法
07-13
**3DES（Triple DES）算法**，全称为三重...以上就是关于C++中实现3DES加密算法的关键知识点，以及在Visual C++环境下如何使用第三方库进行操作的简要介绍。在实际开发中，还可能涉及到错误处理、性能优化等更多细节。
DES.rar_DES加密_des_des加密 c++_des加密算法 C++_des加密算法c
09-20
本资料包包含了DES加密算法在C/C++语言中的实现示例。 首先，DES加密的核心是Feistel结构，它将明文分为左右两半，通过一系列的迭代过程，每轮迭代都会使用一个称为子密钥的固定长度密钥。整个过程包括16轮迭代，每...
使用DES算法实现加密解密含详细注释（C++）
10-26
使用C++实现DES算法进行加密解密，内含详细注释和加密解密的示例运行。
DES加密解密C/C++接口
11-28
通过C/C++编写的DES加密解密接口，内有详细的代码注释。
DES加密解密（c++实现）
10-06
DES加密解密（c++实现）
DES算法加密解密C++源码及程序（完整的工程文件）
06-05
DES算法加密解密C++源码及程序（完整的工程文件），内容绝对完整，VC++6.0完美打开，控制台应用程序，而且可以计算加密解密时间的哦
C++ DES加密解密
06-09
C++ DES加密解密 封装成类了 此代码是测试工具，实现字符串加密解密/文件加密解密。KEY可使用2个 支持中文。 VS2010运行代码
DES加密算法c++实现
weixin_74173457的博客
09-04 818
【代码】DES加密算法c++实现。
des加密算法的c++ 实现
专注java二开部署
11-30 2216
总的来说，实现一个安全的加密系统需要综合考虑多个因素，并采取适当的措施来确保其安全性、性能和合规性。此外，还需要不断关注最新的安全研究和最佳实践，并及时更新和改进现有的系统。需要注意的是，DES 加密算法已经被认为是不安全的，不建议在现代应用程序中使用。总的来说，实现一个安全的加密系统需要考虑许多因素，并且需要遵循最佳实践来确保其安全性和性能。实现一个安全的加密系统需要综合考虑多个因素，并采取适当的措施来确保其安全性、性能和合规性。除了上述基本的DES加密过程，还有一些其他的步骤和注意事项可以考虑。
DES加密算法 C++
weixin_42174054的博客
06-28 1129
置换矩阵在最后面，运行时将置换矩阵放到函数前面就可以了。DES加密源代码：#include"stdafx.h"#include&lt;iostream&gt;#include&lt;string&gt;#include&lt;stdlib.h&gt;usingnamespace std;int keys[16][48];                               //储存子秘钥i...
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

ZTao-z

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付：¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足，请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值