OpenSSL DES DES_set_key_unchecked函数分析

void DES_set_key_unchecked( const DES_cblock * key, DES_key_schedule * schedule )

 输入参数：

key，指向原始密钥的指针，原始密钥共有8字节

schedule，指向存放16个子密钥的指针，每个密钥占用8个字节

k = &schedule->ks->deslong[0] ; 

k为unsigned long类型指针，此时k指向存放子密钥的开始处

in = &( * key )[0];

in为unsigned char类型指针，此时in指向原始密钥的开始处

c2l( in, c ) ;

从原始密钥中取出前4个字节，如表1所示

c2l( in, d ) ;

从原始密钥中取出后4个字节，如表2所示

表1 c
25	26	27	28	29	30	31	32
17	18	19	20	21	22	23	24
9	10	11	12	13	14	15	16
1	2	3	4	5	6	7	8

表2 d
57	58	59	60	61	62	63	64
49	50	51	52	53	54	55	56
41	42	43	44	45	46	47	48
33	34	35	36	37	38	39	40

 PERM_OP( d, c, t, 4, 0x0f0f0f0fL ) ;

将d的前4列与c的后4列交换，交换结果如表3和表4所示

表3 c
25	26	27	28	57	58	59	60
17	18	19	20	49	50	51	52
9	10	11	12	41	42	43	44
1	2	3	4	33	34	35	36

表4 d
29	30	31	32	61	62	63	64
21	22	23	24	53	54	55	56
13	14	15	16	45	46	47	48
5	6	7	8	37	38	39	40

HPERM_OP( c, t, -2, 0xcccc0000L ) ;

将c变量进行交换，结果如表5所示

表5 c
11	12	27	28
43	44	59	60
3	4	19	20
35	36	51	52
9	10	25	26
41	42	57	58
1	2	17	18
33	34	49	50

 HPERM_OP( d, t, -2, 0xcccc0000L ) ;

将d变量进行交换，结果如表6所示

表6 d
15	16	31	32
47	48	63	64
7	8	23	24
39	40	55	56
13	14	29	30
45	46	61	62
5	6	21	22
37	38	53	54

 PERM_OP( d, c, t, 1, 0x55555555L ) ;

将变量d的前1列与变量c的后1列交换，如表7和8所示

表7 c
11	15
27	31
43	47
59	63
3	7
19	23
35	39
51	55
9	13
25	29
41	45
57	61
1	5
17	21
33	37
49	53

表8 d
12	16
28	32
44	48
60	64
4	8
20	24
36	40
52	56
10	14
26	30
42	46
58	62
2	6
18	22
34	38
50	54

PERM_OP( c, d, t, 8, 0x00ff00ffL ) ;

将变量c的前8列与变量d的后8列交换，如表9和10所示

表9 c
4	8	20	24	36	40	52	56	3	7	19	23	35	39	51	55
2	6	18	22	34	38	50	54	1	5	17	21	33	37	49	53

 

表10 d
12	16	28	32	44	48	60	64	11	15	27	31	43	47	59	63
10	14	26	30	42	46	58	62	9	13	25	29	41	45	57	61

 PERM_OP( d, c, t, 1, 0x55555555L ) ;

将变量d的前1列与变量c的后1列交换，如表11和12所示

表11 c
4	12	20	28	36	44	52	60
3	11	19	27	35	43	51	59
2	10	18	26	34	42	50	58
1	9	17	25	33	41	49	57

表12 d
8	16	24	32	40	48	56	64
7	15	23	31	39	47	55	63
6	14	22	30	38	46	54	62
5	13	21	29	37	45	53	61

 经过以上一系列位组交换和移动后，已经将奇偶校验位调整到变量d的前8位中。

 d = ( ( ( d & 0x000000ffL ) << 16L ) | ( d & 0x0000ff00L ) |

        ( ( d & 0x00ff0000L ) >> 16L ) | ( ( c & 0xf0000000L ) >> 4L ) ) ;

调整变量d的字节顺序，并将变量c的前4位调整到变量d中，如表13所示，发现与标准中的D0位序是相反的，即到序

表13 d
				4	12	20	28
5	13	21	29	37	45	53	61
6	14	22	30	38	46	54	62
7	15	23	31	39	47	55	63

 c &= 0x0fffffffL ;

去掉变量c的前4位，如表14所示，发现与标准中的C0位序是相反的，即到序 

表14 c
				36	44	52	60
3	11	19	27	35	43	51	59
2	10	18	26	34	42	50	58
1	9	17	25	33	41	49	57

 到此为止同时完成了去掉校验位（8位）和PC-1（8x7）置换。

 for( i = 0 ; i < ITERATIONS ; i++ )

迭代16次，ITERATIONS = 16

c = ( ( c >> 1L ) | ( c << 27L ) ) ;

d = ( ( d >> 1L ) | ( d << 27L ) ) ;

因为C0和D0与标准中的位序相反，所以循环移位也是相反的

首次循环移位后的结果如表15和表16所示

表15 c
				57	36	44	52
60	3	11	19	27	35	43	51
59	2	10	18	26	34	42	50
58	1	9	17	25	33	41	49

 

表16 d
				63	4	12	20
28	5	13	21	29	37	45	53
61	6	14	22	30	38	46	54
62	7	15	23	31	39	47	55

 s = des_skb[ 0 ][ ( c ) & 0x3f ] |                                                                                                         （注1）

      des_skb[ 1 ][ ( ( c >> 6L ) & 0x03 ) | ( ( c >> 7L ) & 0x3c ) ] |                                                       （注2）

      des_skb[ 2 ][ ( ( c >> 13L ) & 0x0f ) | ( ( c >> 14L ) & 0x30 ) ] |                                                   （注3）

      des_skb[ 3 ][ ( ( c >> 20L ) & 0x01 ) | ( ( c >> 21L ) & 0x06 )  | ( ( c >> 22L ) & 0x38 ) ] ;           （注4）

取出4组6位组查表des_skb，并将查表数值进行或组合

 注1

（A）( c ) & 0x3f，为[9][17][25][33][41][49]，共6位；

（B）C位组：[1][2][3][4][5][6]对应des_skb表中数据的位置

 注2

（A）( ( c >> 6L ) & 0x03 )，为[58][1]，共2位；

（B）( ( c >> 7L ) & 0x3c )，为[18][26][34][42]，共4位

（C）[18][26][34][42][58][1]，共6位；

 注3

（A）( ( c >> 13L ) & 0x0f )，为[51][59][2][10]，共4位；

（B）( ( c >> 14L ) & 0x30 )，为[27][35]，共2位；

（C）[27][35][51][59][2][10]，共6位；

 注4

（A）( ( c >> 20L ) & 0x01 )，为[19]，共1位；

（B）( ( c >> 21L ) & 0x06 )，为[60][3]，共2位；

（C）( ( c >> 22L ) & 0x38 )，为[57][36][44]，共3位；

（D）[57][36][44][60][3][19]，共6位；

 按照标准丢弃第9，18，22和25位，因为是倒序，所以丢弃的为[50][43][11][52]，共4位，如表17所示；

表17 丢弃位所在位置
				57	36	44	52	60	3	11	19	27	35	43	51	59	2	10	18	26	34	42	50	58	1	9	17	25	33	41	49

 t = des_skb[ 4 ][ ( d ) & 0x3f ] |                                                                         （注5）

     des_skb[ 5 ][ ( ( d >> 7L ) & 0x03 ) | ( ( d >> 8L ) & 0x3c ) ] |                      （注6）

     des_skb[ 6 ][ ( d >> 15L ) & 0x3f ] |                                                             （注7）

     des_skb[ 7 ][ ( ( d >> 21L ) & 0x0f ) | ( ( d >> 22L ) & 0x30 ) ] ;                  （注8）

取出4组6位组查表des_skb，并将查表数值进行或组合

 注5

（A）( d ) & 0x3f，为[15][23][31][39][47][55]，共6位；

 注6

（A）( ( d >> 7L ) & 0x03 )，为[54][61]，共2位；

（B）( ( d >> 8L ) & 0x3c )，为[14][22][30][38]，共4位；

（C）[14][22][30][38][54][61]，共6位；

注7

（A）( d >> 15L ) & 0x3f，为[21][29][37][45][53][61]，共6位；

注8

（A）( ( d >> 21L ) & 0x0f )，为[20][28][5][13]，共4位；

（B）( ( d >> 22L ) & 0x30 )，为[63][4]，共2位；

（C）[63][4][20][28][5][13]，共6位

按照标准丢弃第35，38，43和54位，因为是倒序，所以丢弃的为[7][46][6][12]，共4位，如表18所示；

对于d来说丢弃的是第7，10，15和26位。

表18 丢弃位所在位置
				63	4	12	20	28	5	13	21	29	37	45	53	61	6	14	22	30	38	46	54	62	7	15	23	31	39	47	55

 C位组在des_skb数据中的数据，如表19～22所示。

表19
6	5	4	3	2	1	des_skb	倒序位数
0	0	0	0	0	1	0000-0010	5
0	0	0	0	1	0	2000-0000	30
0	0	0	1	0	0	0001-0000	17
0	0	1	0	0	0	0000-0800	12
0	1	0	0	0	0	0000-0020	6
1	0	0	0	0	0	0008-0000	20
						2009-0830

表20
13	12	11	10	8	7	des_skb	倒序位数
0	0	0	0	0	1	0200-0000	26
0	0	0	0	1	0	0000-2000	14
0	0	0	1	0	0	0020-0000	22
0	0	1	0	0	0	0000-0004	3
0	1	0	0	0	0	0000-0400	11
1	0	0	0	0	0	1000-0000	29
						1220-2404

 

表21
20	19	17	16	15	14	des_skb	倒序位数
0	0	0	0	0	1	0000-0001	1
0	0	0	0	1	0	0004-0000	19
0	0	0	1	0	0	0100-0000	25
0	0	1	0	0	0	0000-0002	2
0	1	0	0	0	0	0000-0200	10
1	0	0	0	0	0	0800-0000	28
						0904-0203

表22
29	27	26	24	23	21	des_skb	倒序位数
0	0	0	0	0	1	0010-0000	21
0	0	0	0	1	0	0000-0100	9
0	0	0	1	0	0	0000-0008	4
0	0	1	0	0	0	0000-1000	13
0	1	0	0	0	0	0400-0000	27
1	0	0	0	0	0	0002-0000	18
						0412-1108

由表19～22可知C位组在des_skb中占用的位，2009-0830 ｜ 1220-2404 ｜ 0904-0203 ｜ 0412-1108  ＝ 3F3F-3F3F；

    倒序：第1-6位，第  9-14位，第17-22位，第25-30位，共24位。

 

表23 C位组原始排序
6	5	4	3	2	1
13	12	11	10	8	7
20	19	17	16	15	14
28	27	26	24	23	21

 

表24 C位组置换表
20	6	12	17	30	5
29	11	3	22	14	26
28	10	2	25	19	1
18	27	13	4	9	21

 

		表25 C位组经过置换后的排序
字节序号	位序号	8	7	6	5	4	3	2	1
3	32～25			2	13	20	27	7	16
1	24～17			10	21	6	15	28	3
2	16～9			8	26	4	12	19	23
0	8～1			5	1	24	11	17	14

 注意：表中s的数值排序与标准中的排序不同。

 D位组在des_skb数据中的数据，如表26～29所示。

表26
6	5	4	3	2	1	des_skb	倒序位数
0	0	0	0	0	1	1000-0000	29
0	0	0	0	1	0	0001-0000	17
0	0	0	1	0	0	0000-0004	3
0	0	1	0	0	0	2000-0000	30
0	1	0	0	0	0	0010-0000	21
1	0	0	0	0	0	0000-1000	13
						3011-1004

表27
14	13	12	11	9	8	des_skb	倒序位数
0	0	0	0	0	1	0800-0000	28
0	0	0	0	1	0	0000-0008	4
0	0	0	1	0	0	0000-0400	11
0	0	1	0	0	0	0002-0000	18
0	1	0	0	0	0	0000-0001	1
1	0	0	0	0	0	0200-0000	26
						0A02-0409

表28
21	20	19	18	17	16	des_skb	倒序位数
0	0	0	0	0	1	0000-0100	9
0	0	0	0	1	0	0008-0000	20
0	0	0	1	0	0	0100-0000	25
0	0	1	0	0	0	0000-0010	5
0	1	0	0	0	0	0020-0000	22
1	0	0	0	0	0	0000-0200	10
						0128-0310

表29
28	27	25	24	23	22	des_skb	倒序位数
0	0	0	0	0	1	0400-0000	27
0	0	0	0	1	0	0004-0000	19
0	0	0	1	0	0	0000-0002	2
0	0	1	0	0	0	0000-2000	14
0	1	0	0	0	0	0000-0020	6
1	0	0	0	0	0	0000-0800	12
						0404-2822

    由表26～29可知D位组在des_skb中占用的位，3011-1004 ｜ 0A02-0409 ｜ 0128-0310 ｜ 0404-2822  ＝ 3F3F-3F3F；

    倒序：第1-6位，第  9-14位，第17-22位，第25-30位，共24位。

表30 D位组原始排序
6	5	4	3	2	1
14	13	12	11	9	8
21	20	19	18	17	16
28	27	25	24	23	22

表31 D位组置换表
13	21	30	3	17	29
26	1	18	11	4	28
10	22	5	25	20	9
12	6	14	2	19	27

		表32 D位组经过置换后的排序
字节序号	位序号	8	7	6	5	4	3	2	1
7	32～25			4	1	8	22	14	18
5	24～17			20	5	17	23	12	2
6	16～9			25	6	28	11	21	16
4	8～1			27	19	9	3	24	13

		表32’ D位组（D位组位序号增加28）经过置换后的排序
字节序号	位序号	8	7	6	5	4	3	2	1
7	32～25			32	29	36	50	42	46
5	24～17			48	33	45	51	40	30
6	16～9			53	34	56	39	49	44
4	8～1			55	47	37	31	52	41

注意：表中t的数值排序与标准中的排序不同。

t2 = ( ( t << 16L ) | ( s & 0x0000ffffL ) ) & 0xffffffffL ;                                       （注9）

*( k++ ) = ROTATE( t2, 30 ) & 0xffffffffL ;                                                       （注10） 

t2 = ( ( s >> 16L ) | ( t & 0xffff0000L ) ) ;                                                        （注11）

*( k++ ) = ROTATE( t2, 26 ) & 0xffffffffL ;                                                       （注12）

 注9

表33
t	6			53	34	56	39	49	44
	4			55	47	37	31	52	41
s	2			8	26	4	12	19	23
	0			5	1	24	11	17	14

 注10 保存在子密钥缓冲区中的子密钥格式，共24位，靠左侧放置。

表34
t	6	53	34	56	39	49	44
	4	55	47	37	31	52	41
s	2	8	26	4	12	19	23
	0	5	1	24	11	17	14

 注11

表35
t	7			32	29	36	50	42	46
	5			48	33	45	51	40	30
s	3			2	13	20	27	7	16
	1			10	21	6	15	28	3

 注12 保存在子密钥缓冲区中的子密钥格式，共24位，右循环移动4位后与表34格式相同。

表36
t	7	42	46			2	13	20	27
	5	40	30			10	21	6	15
s	3	7	16			32	29	36	50
	1	28	3			48	33	45	51