DES加密解密算法之python实现版(图文并茂)

#writter:liuyang@BUAASoftwareDepartment#date:2014/05/14#function:DEC加密、解密算法#contact me:734056968@qq.com#IP置换表IP_table=[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]#逆IP置换表_IP_table=[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]#S盒中的S1盒S1=[14,  4, 13,  1,  2, 15, 11,  8,  3, 10,  6, 12,  5,  9,  0,  7,0, 15,  7,  4, 14,  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]#S盒中的S2盒S2=[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]#S盒中的S3盒S3=[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]#S盒中的S4盒S4=[7, 13, 14,  3,  0,  6,  9, 10,  1,  2,  8,  5, 11, 12,  4, 15,  13,  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]#S盒中的S5盒S5=[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]#S盒中的S6盒S6=[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]#S盒中的S7盒S7=[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]#S盒中的S8盒S8=[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]# S盒S=[S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8]#P盒P_table=[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]#压缩置换表1，不考虑每字节的第8位，将64位密钥减至56位。然后进行一次密钥置换。yasuo1_table=[ 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]#压缩置换表2，用于将循环左移和右移后的56bit密钥压缩为48bityasuo2_table=[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]#用于对数据进行扩展置换，将32bit数据扩展为48bitextend_table=[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]#将字符转换为对应的Unicode码，中文用2个字节表示def char2unicode_ascii(intext,length):    outtext=[]    for i in range(length):        outtext.append(ord(intext[i]))    return outtext#将Unicode码转为bit    def unicode2bit(intext,length):    outbit=[]    for i in range(length*16):        outbit.append((intext[int(i/16)]>>(i%16))&1)#一次左移一bit    return outbit#将8位ASCII码转为bit    def byte2bit(inchar,length):    outbit=[]    for i in range(length*8):        outbit.append((inchar[int(i/8)]>>(i%8))&1)#一次左移一bit    return outbit#将bit转为Unicode码def bit2unicode(inbit,length):    out=[]    temp=0    for i in range(length):        temp=temp|(inbit[i]<<(i%16))        if i%16==15:                        out.append(temp)            temp=0    return out#将bit转为ascii 码def bit2byte(inbit,length):    out=[]    temp=0    for i in range(length):        temp=temp|(inbit[i]<<(i%8))        if i%8==7:                        out.append(temp)            temp=0    return out#将unicode码转为字符（中文或英文）def unicode2char(inbyte,length):    out=""    for i in range(length):        out=out+chr(inbyte[i])    return out#生成每一轮的keydef createKeys(inkeys):    keyResult=[]    asciikey=char2unicode_ascii(inkeys,len(inkeys))    keyinit=byte2bit(asciikey,len(asciikey))#    print("keyinit=",end='')#    print(keyinit)    #初始化列表key0,key1    key0=[0 for i in range(56)]    key1=[0 for i in range(48)]    #进行密码压缩置换1，将64位密码压缩为56位    for i in range(56):        key0[i]=keyinit[yasuo1_table[i]-1]            #进行16轮的密码生成            for i in range(16):        #---------确定左移的次数----------        if (i==0 or i==1 or i==8 or i==15):            moveStep=1        else:            moveStep=2        #------------------------------                    #--------分两部分，每28bit位一部分，进行循环左移------------            for j in range(moveStep):            for k in range(8):                temp=key0[k*7]                for m in range(7*k,7*k+6):                    key0[m]=key0[m+1]                key0[k*7+6]=temp            temp=key0[0]            for k in range(27):                key0[k]=key0[k+1]            key0[27]=temp            temp=key0[28]            for k in  range(28,55):                key0[k]=key0[k+1]            key0[55]=temp        #-----------------------------------------------------        #------------对56位密钥进行压缩置换，压缩为48位-------------        for k in range(48):            key1[k]=key0[yasuo2_table[k]-1]             keyResult.extend(key1)                #------------------------------------------------------            return keyResultdef DES(text,key,optionType):    keyResult=createKeys(key)    finalTextOfBit=[0 for i in range(64)]    finalTextOfUnicode=[0 for i in range(4)]#    print(keyResult)                 if optionType==0:#选择的操作类型为加密                tempText=[0 for i in range(64)]#用于临时盛放IP逆置换之前，将L部分和R部分合并成64位的结果        extendR=[0 for i in range(48)]#用于盛放R部分的扩展结果        unicodeText=char2unicode_ascii(text,len(text))#        print(unicodeText)        bitText=unicode2bit(unicodeText,len(unicodeText))#        print(bitText)                initTrans=[0 for i in range(64)]#初始化，用于存放IP置换后的结果                #------------------进行初始IP置换---------------        for i in range(64):            initTrans[i]=bitText[IP_table[i]-1]        #将64位明文分为左右两部分        L=[initTrans[i] for i in range(32)]        R=[initTrans[i] for i in range(32,64)]                        #开始进行16轮运算                      for i in range(16):            tempR=R #用于临时盛放R                        #-----------进行扩展，将32位扩展为48位--------            for j in range(48):                extendR[j]=R[extend_table[j]-1] #           print(len(keyResult))                keyi=[keyResult[j] for j in range(i*48,i*48+48)]            #----------与key值进行异或运算----------------            XORResult=[0 for j in range(48)]            for j in range(48):                if keyi[j]!=extendR[j]:                    XORResult[j]=1                        SResult=[0 for k in range(32)]             #---------开始进行S盒替换-------------------                      for k in range(8):                row=XORResult[k*6]*2+XORResult[k*6+5]                column=XORResult[k*6+1]*8+XORResult[k*6+2]*4+XORResult[k*6+3]*2+XORResult[k*6+4]                temp=S[k][row*16+column]                for m in range(4):                    SResult[k*4+m]=(temp>>m)&1             #-----------------------------------------            PResult=[0 for k in range(32)]            #--------------开始进行P盒置换----------------            for k in range(32):                PResult[k]=SResult[P_table[k]-1]            #------------------------------------------            #--------------与L部分的数据进行异或------------            XORWithL=[0 for k in range(32)]            for k in range(32):                if L[k]!=PResult[k]:                    XORWithL[k]=1            #----------------------------------------------            #-------------将临时保存的R部分值，即tempR复制给L------            L=tempR            R=XORWithL                    #----交换左右两部分------        L,R=R,L                #-----合并为一部分        tempText=L        tempText.extend(R)        #-----------IP逆置换--------        for k in range(64):            finalTextOfBit[k]=tempText[_IP_table[k]-1]        finalTextOfUnicode=bit2byte(finalTextOfBit,len(finalTextOfBit))#        print(finalTextOfUnicode)        finalTextOfChar=unicode2char(finalTextOfUnicode,len(finalTextOfUnicode))#        print(finalTextOfChar)        return finalTextOfChar    else:#选择的操作类型为解密        tempText=[0 for i in range(64)]#用于临时盛放IP逆置换之前，将L部分和R部分合并成64位的结果        extendR=[0 for i in range(48)]#用于盛放R部分的扩展结果        unicodeText=char2unicode_ascii(text,len(text))#        print(unicodeText)        bitText=byte2bit(unicodeText,len(unicodeText))#        print(bitText)                initTrans=[0 for i in range(64)]#初始化，用于存放IP置换后的结果                #------------------进行初始IP置换---------------        for i in range(64):            initTrans[i]=bitText[IP_table[i]-1]        #将64位明文分为左右两部分        L=[initTrans[i] for i in range(32)]        R=[initTrans[i] for i in range(32,64)]                #-----------------开始16轮的循环-----------------        for i in range(15,-1,-1):            tempR=R #用于临时盛放R                        #-----------进行扩展，将32位扩展为48位--------            for j in range(48):                extendR[j]=R[extend_table[j]-1]                            keyi=[keyResult[j] for j in range(i*48,i*48+48)]            #----------与key值进行异或运算----------------            XORResult=[0 for j in range(48)]            for j in range(48):                if keyi[j]!=extendR[j]:                    XORResult[j]=1                        SResult=[0 for k in range(32)]             #---------开始进行S盒替换-------------------                      for k in range(8):                row=XORResult[k*6]*2+XORResult[k*6+5]                column=XORResult[k*6+1]*8+XORResult[k*6+2]*4+XORResult[k*6+3]*2+XORResult[k*6+4]                temp=S[k][row*16+column]                for m in range(4):                    SResult[k*4+m]=(temp>>m)&1             #-----------------------------------------            PResult=[0 for k in range(32)]            #--------------开始进行P盒置换----------------            for k in range(32):                PResult[k]=SResult[P_table[k]-1]            #------------------------------------------            #--------------与L部分的数据进行异或------------            XORWithL=[0 for k in range(32)]            for k in range(32):                if L[k]!=PResult[k]:                    XORWithL[k]=1            #----------------------------------------------            #-------------将临时保存的R部分值，即tempR复制给L------            L=tempR            R=XORWithL                    #----交换左右两部分------        L,R=R,L                #-----合并为一部分        tempText=L        tempText.extend(R)        #-----------IP逆置换--------        for k in range(64):            finalTextOfBit[k]=tempText[_IP_table[k]-1]        finalTextOfUnicode=bit2unicode(finalTextOfBit,len(finalTextOfBit))#        print(finalTextOfUnicode)        finalTextOfChar=unicode2char(finalTextOfUnicode,len(finalTextOfUnicode))#        print(finalTextOfChar)        return finalTextOfChar          def main():        text=input("请输入要操作的文本:  ")    print(" ".join(["输入的文本时",text]))    optionType=input("请选择是进行加密还是解密，加密输入0，解密输入1:  ")    while(not(optionType=='0' or optionType=='1')):        print("Wrong!!!选择的操作类型只能是0或者是1")        optionType=input("请选择是进行加密还是解密，加密输入0，解密输入1:  ")    length=len(text)    Result=""    if optionType=='0':#        f=open('D:/encyptText.txt','w') #----------若输入文本的长度不是4的整数倍，即不是64字节的整数倍，用空格补全（此处为了加密中文，用的是unicode编码，即用16字节表示一个字符）-------        text=text+(length%4)*" "        length=len(text)        key=input("请输入8位加密密码: ")                while(len(key)!=8):            print("wrong!!请输入8位密码")            key=input("请输入8位加密密码: ")                    print("加密后的文本：",end=" ")                    for i in range(int(length/4)):            tempText=[text[j] for j in range(i*4,i*4+4)]            Result="".join([Result,DES(tempText,key,int(optionType))])#            f.write(Result)        print(Result)     if optionType=='1': #----------若输入文本的长度不是8的整数倍，即不是64字节的整数倍，用空格补全（此处解密出来的密文用的是每8bit转换为一个ascii码，所以生成的八位表示的字符）-------#        text=text+(length%8)*" "        length=len(text)         key=input("请输入8位解密密码: ")        while(len(key)!=8):            print("wrong!!请输入8位密码")            key=input("请输入8位解密密码: ")                    print("解密后的文本：",end=" ")        for i in range(int(length/8)):            tempText=[text[j] for j in range(i*8,i*8+8)]            Result="".join([Result,DES(tempText,key,int(optionType))])        print(Result)