Python实现DES加密解密的方法介绍（代码）

百变鹏仔 1个月前 (01-23) #Python

文章标签加密解密

本篇文章给大家带来的内容是关于python实现des加密解密的方法介绍（代码），有一定的参考价值，有需要的朋友可以参考一下，希望对你有所帮助。

DES(Data Encryption Standard)采用64位的分组长度和56位的密钥长度。它将64位的输入经过一系列变换得到64为的输出。解密使用相同的步骤和相同的密钥，唯一不同的是密钥顺序与加密过程相反。

DES加密：

该算法的输入有需要加密的明文和加密使用的密钥，二者长度都为64位。其中密钥的第8,16,24,32,40,48,56,64位为奇偶校验位。

1、明文的处理

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将明文读入程序并将其化为二进制串

def inputText(filename):    with open(filename,'r')as f:        text = f.read()    text = text.split('')    text = [eval(x) for x in text]    text = ['{:08b}'.format(x) for x in text]    text = ''.join(text)        return text

对明文进行IP置换，并划分为左右两个子串

def IP_Transposition(plaintext):    LR = []    for i in IP:        LR.append(int(plaintext[i-1]))    L = LR[:32]    R = LR[32:]    return L,R

2、对密钥的处理

将密钥读入程序并以二进制串的形式存储

对密钥进行PC-1置换，并划分为两个子串

#密钥置换def Key_Transposition(key):    CD = []    for i in PC_1:        CD.append(int(key[i-1]))    C = CD[:28]    D = CD[28:]    return C,D

在生成迭代所需要的密钥之前需要对密钥进行置换压缩

#密钥压缩def Key_Compress(C,D):    key = C+D    new_key = []    for i in PC_2:        new_key.append(key[i-1])    return new_key

生成DES每轮迭代所需要的子密钥，以便加密解密时直接使用

def generateKset(key):    key = inputKey(key)    C,D = Key_Transposition(key)    K = []    for i in LeftRotate:        C = Key_LeftRotate(C,i)        C = Key_LeftRotate(D,i)        K.append(Key_Compress(C,D))    return K

3、F函数

在每轮变换中，整个过程可以用以下公式表示：

$$L_i = R_{i-1}$$

$$R_i = L_{i-1}igoplus F(R_{i-1},K_i)$$

其中轮密钥 Ki长48位,R长32位，首先将R置换扩展为48位,这48位与Ki异或，得到的结果用替代函数作用产生32位的输出。这32位的输出经P置换后与L异或得到新的R

代替函数由8个S盒来组成，每个S盒都有6位的输入和4位的输出。对每个S盒，输入的第一位和最后一位组成一个2位的二进制数，用来选择S盒4行替代值中的一行，中间4位用来选择16列中的某一列。

#明文R扩展为48位def R_expand(R):    new_R = []    for i in E:        new_R.append(R[i-1])    return new_R#将两列表元素异或def xor(input1,input2):    xor_result = []    for i in range(0,len(input1)):        xor_result.append(int(input1[i])^int(input2[i]))    return xor_result#将异或的结果进行S盒代替def S_Substitution(xor_result):    s_result = []    for i in range(0,8):        tmp = xor_result[i*6:i*6+5]        row = tmp[0]*2+tmp[-1]        col = tmp[1]*8+tmp[2]*4+tmp[3]*2+tmp[4]        s_result.append('{:04b}'.format(S[i][row][col]))    s_result = ''.join(s_result)    return s_result#F函数def F(R,K):    new_R = R_expand(R)    R_Kxor= xor(new_R,K)    s_result = S_Substitution(R_Kxor)    p_result = P_Transposition(s_result)    return p_result#将S盒代替的结果进行P置换def P_Transposition(s_result):    p_result = []    for i in P:        p_result.append(int(s_result[i-1]))    return p_result

4、加密过程

DES加密需要经过16轮迭代，前15轮迭代每次结束需要交换L和R，第16次不交换

def DES_encrypt(filename,key,outputFile):    #从文件中读取明文    plaintext = inputText(filename)    #将明文进行置换分离    L,R = IP_Transposition(plaintext)    #生成Kset    K = generateKset(key)    for i in range(0,15):        oldR = R        #F函数        p_result = F(R,K[i])        R = xor(L,p_result)        L = oldR    p_result = F(R,K[15])    L = xor(L,p_result)    #IP逆置换    reversedP = IP_reverseTransp(L+R)    #生成16进制表示的密文    Cipher = generateHex(reversedP)    #将密文写入outputFile文件    writeFile(outputFile,Cipher)    return Cipher

DES解密：

def DES_decrypt(filename,key,outputFile):    #文件中读取密文    Ciphertext = inputText(filename)    #将密文进行置换分离    L,R = IP_Transposition(Ciphertext)    #生成Kset    K = generateKset(key)    for i in range(15,0,-1):        oldR = R        #F函数        p_result = F(R,K[i])        R = xor(L,p_result)        L = oldR        p_result = F(R,K[0])    L = xor(L,p_result)    reversedP = IP_reverseTransp(L+R)    plaintext = generateHex(reversedP)    writeFile(outputFile,plaintext)    return plaintext

源码地址 https://github.com/SuQinghang...

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