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DES演算法的python3實現

阿新 • • 發佈：2018-12-16

DES原理

DES實現

1. 主函式框架

DES 函式 傳入引數為

  • text（明文 或者 密文）
  • key （解密的key）
  • flag （是加密還是解密過程）

# DES 演算法實現 flag是標誌位 當為-1時， 是DES解密， flag預設為0
def DES (text, key, flag = "0"):
    # 初始欄位
    # IP置換
    InitKeyCode = IP(text)
    # 產生子金鑰 集合
    subkeylist = createSubkey(key)
    # 獲得Ln 和 Rn
    Ln = InitKeyCode[0:32
 
]
    Rn = InitKeyCode[32:]
	# 如果是解密的過程 把子金鑰數字逆過來 就變成解密過程了
    if (flag == "-1") :
        subkeylist = subkeylist[::-1]


    for subkey in subkeylist:
        while len(Rn) < 32:
            Rn = "0" + Rn
        while len(Ln) < 32:
            Ln = "0" + Ln

        # 對右邊進行E-擴充套件
        Rn_expand =
 
 E_expend(Rn)
        # 壓縮後的金鑰與擴充套件分組異或以後得到48位的資料，將這個資料送入S盒
        S_Input = int(Rn_expand, base=2) ^ int(subkey, base=2)

        # 進行S盒替代
        S_sub_str = S_sub(S_Input)

        #P盒置換  並且
        #  左、右半部分交換，接著開始另一輪
        (Ln, Rn) = P(Ln, S_sub_str, Rn)

        #進行下一輪輪置換

    # 最後一輪之後  左、右兩半部分並未進行交換
 

    # 而是兩部分合並形成一個分組做為末置換的輸入。
    # 所以要重新置換 一次

    (Ln, Rn) = (Rn, Ln)
    # 末置換得到密文
    re_text = IP_inverse(Ln, Rn)

    return re_text

2. 各種置換矩陣的定義

DES有各種置換矩陣的定義， 所以提前定義好， 但是這裡雖然說是矩陣 但是使用陣列來表示的

# S盒 的置換矩陣
S_MATRIX = [(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),
     (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),
     (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),
     (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),
     (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),
     (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),
     (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),
     (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)]
# P置換的置換矩陣
P_MATRIX = [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]
# IP置換的 置換矩陣
IP_MATRIX = [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]

# 壓縮置換矩陣  從56位裡選48位
COMPRESS_MATRIXS = [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]
# E擴充套件置換矩陣

E_MATRIX = [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]
# IP逆置換矩陣
IP_INVERSE_MATRIX = [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, <

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