C++ DES算法代码详解：从小白到理解加密解密

这段代码是用C++实现的DES算法加密解密程序，从明文字符串的处理，到密钥生成，再到16轮迭代的加密过程，最后输出密文或明文，都进行了详细的解释。

1. 辅助函数

首先定义了一些辅助函数，用于处理数据，例如将明文字符串转换成0/1字符串，并进行一些置换和替代操作。

• des_StrToBitStr(string str): 将明文字符串转换成0/1字符串。
• des_BitStrToStr(string bstr): 将0/1字符串转换成明文字符串。
• chardeel(string& str1, string& str2): 将明文分组和填充，并返回01字符串。
• secret_key_initial_permutation(string s): 密钥初始置换函数，将64位密钥转换为56位。
• secret_key_compression_replacement(string s): 密钥压缩置换函数，将56位密钥转换为48位。
• secret_ket_left_move(int k, string s): 密钥循环左移函数，将56位密钥左移k位。
• des_generateKeys(string s): 子密钥生成函数，生成16个子密钥。
• plaintext_initial_permutation(string s): 明文初始置换函数，将64位明文转换为64位。
• plaintext_righthalf_extended_permutation(string s): 数据扩展函数，将32位数据扩展成48位。
• desXOR(string s1, string s2): 异或运算函数，对两个字符串进行位运算。
• S_box(string s): S盒置换函数，将48位数据转换为32位。
• P_box(string s): P盒置换函数，将32位数据转换为32位。
• des_f(string str1, string str2): 封装函数f，接收32位数据和48位子密钥，产生一个32位的输出。
• final_permutation(string s): 最终置换函数，将64位数据转换为64位。
• des_G(string str): 2进制转16进制函数，将2进制字符串转换为16进制字符串。

2. 加密函数

des_encrypt(string str1, string str2) 函数负责进行加密操作，步骤如下：

1. 将明文字符串分组和填充，并将密钥转换为01字符串。
2. 生成16个子密钥。
3. 对每一组进行加密，具体步骤如下：
   • 明文初始IP置换 64->64
   • 数据分组，将64位数据分成左右两部分，各32位
   • 16轮迭代：每一轮迭代都包括以下操作：
     • 将右半部分数据扩展成48位
     • 与子密钥进行异或运算
     • 通过S盒置换和P盒置换将结果转换为32位
     • 将结果与左半部分数据进行异或运算
     • 交换左右半部分数据
   • 合并数据，将左右半部分数据合并成64位
   • 最终置换 64->64
4. 将加密后的结果合并成密文。

3. 解密函数

des_decrypt(string str) 函数负责进行解密操作，步骤如下：

1. 将密文分组。
2. 对每一组进行解密，步骤与加密过程类似，但是子密钥的使用顺序是反向的。
3. 将解密后的结果合并成明文。

4. 主函数

在主函数中，首先获取用户输入的明文和密钥，然后调用加密函数进行加密操作，并将加密后的结果输出；接着调用解密函数进行解密操作，并将解密后的结果输出。

总结

这段代码用C++实现了一个简单的DES算法加密解密程序，通过逐行解释代码，可以帮助你更好地理解DES算法的实现过程。

注意： 实际应用中，DES算法由于密钥长度过短，安全性已经不足，建议使用更安全的加密算法，如AES。

希望这篇文章能够帮助你学习DES算法，并对密码学有更深的了解。