work.cpp

DES加密的完整性分析

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string>
#include <iomanip>

using namespace std;

#include <math.h>

int K1[49],K2[49],K3[49],K4[49],K5[49],K6[49],K7[49],K8[49],K9[49],K10[49],K11[49],K12[49],K13[49],K14[49],K15[49],K16[49];
int R0[33],L0[33],t1[65],m[65],k[65];

void Encode(string name);
void initial(void);
void desEncode(string name);

void main()
{
	Encode("001.txt");

	int ii,jj,hh[64]={0};
	float ll[64]={0};
	unsigned char kk;
	FILE *fp1;
	fp1=fopen("out_001.txt","rb");

	for(ii=0;ii<16;ii++)
	{
		for(jj=0;jj<64;jj++)
		{
			kk=fgetc(fp1);
			if(kk=='1')
			{
				hh[jj]++;
			}
		}
	}
	for(jj=0;jj<64;jj++)
	{
		ll[jj]=((float)hh[jj])/16;
		cout<<setprecision(9)<<"The frequency that the bit\t"<<jj<<"\tis 1 is :\t"<<ll[jj]<<endl;
	}

	fclose(fp1);
}

void Encode(string name)
{
	FILE *fp1,*fp2;
	unsigned char temp[8];
	int h,i,j;
	char ch;
	string fpn;
	fpn="out_"+name;
	
	fp1=fopen(name.c_str(),"rb");
	fp2=fopen("key.txt","rb");
	
	for(i=0;i<8;i++)     //make k
	{
		ch=fgetc(fp2);
		for(j=0;j<8;j++)
		{
			temp[j]=ch%2;
			ch=ch/2;
		}
		j=i*8;
		j++;
		for(h=7;h>=0;h--,j++)
		{
			k[j]=temp[h];
		}
	}
	
	for(i=1;i<65;i++)  //make m
	{
		m[i]=fgetc(fp1)-'0';
	}
	initial();
	desEncode(fpn);

	fclose(fp1);
	fclose(fp2);
}

void initial(void)//生成明文的IP和密钥的16个子密钥
{
	int m1[65],i,k0[57],C[57];
	int C0[29],D0[29],C1[29],D1[29],C2[29],D2[29],C3[29],D3[29],C4[29],D4[29],C5[29],D5[29],C6[29],D6[29],C7[29],D7
		
		[29],C8[29],D8[29],C9[29],D9[29],C10[29],D10[29],C11[29],D11[29],C12[29],D12[29],C13[29],D13[29],C14[29],D14[29],C15[29],D15
		
		[29],C16[29],D16[29];
    int ip[65]={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}; 
	int PC_1[57]={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};
	int PC_2[49]={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};
	
	for(i=1;i<=64;i++)
		m1[i]=m[ip[i-1]];
	for(i=1;i<33;i++)
		L0[i]=m1[i];//明文左侧的初始化
	for(i=33;i<=64;i++)
		R0[i-32]=m1[i];//明文右侧的初始化
	for(i=1;i<57;i++)//生成子密钥
		k0[i]=k[PC_1[i-1]];
    for(i=1;i<29;i++)
		C0[i]=k0[i];
	for(i=29;i<=56;i++)
		D0[i-28]=k0[i];
    for(i=1;i<28;i++)//循环左移一位
	{
		C1[i]=C0[i+1];
		D1[i]=D0[i+1];
	}
	C1[28]=C0[1];
	D1[28]=D0[1];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C1[i];
		C[i+28]=D1[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K1[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k1
    for(i=1;i<28;i++)      //循环左移一位
	{
		C2[i]=C1[i+1];
		D2[i]=D1[i+1];
	}
	C2[28]=C1[1];
	D2[28]=D1[1];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C2[i];
		C[i+28]=D2[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K2[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k2
	for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
	{
		C3[i]=C2[i+2];
		D3[i]=D2[i+2];
	}
	C3[27]=C2[1];
	D3[27]=D2[1];
	C3[28]=C2[2];
	D3[28]=D2[2];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C3[i];
		C[i+28]=D3[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K3[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k3
    for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
	{
		C4[i]=C3[i+2];
		D4[i]=D3[i+2];
	}
	C4[27]=C3[1];
	D4[27]=D3[1];
	C4[28]=C3[2];
	D4[28]=D3[2];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C4[i];
		C[i+28]=D4[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K4[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k4
	for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
	{
		C5[i]=C4[i+2];
		D5[i]=D4[i+2];
	}
	C5[27]=C4[1];
	D5[27]=D4[1];
	C5[28]=C4[2];
	D5[28]=D4[2];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C5[i];
		C[i+28]=D5[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K5[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k5
	for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
	{
		C6[i]=C5[i+2];
		D6[i]=D5[i+2];
	}
	C6[27]=C5[1];
	D6[27]=D5[1];
	C6[28]=C5[2];
	D6[28]=D5[2];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C6[i];
		C[i+28]=D6[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K6[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k6
	for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
	{
		C7[i]=C6[i+2];
		D7[i]=D6[i+2];
	}
	C7[27]=C6[1];
	D7[27]=D6[1];
	C7[28]=C6[2];
	D7[28]=D6[2];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C7[i];
		C[i+28]=D7[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K7[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k7
	for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
	{
		C8[i]=C7[i+2];
		D8[i]=D7[i+2];
	}
	C8[27]=C7[1];
	D8[27]=D7[1];
	C8[28]=C7[2];
	D8[28]=D7[2];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C8[i];
		C[i+28]=D8[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K8[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k8
	for(i=1;i<28;i++)      //循环左移一位
	{
		C9[i]=C8[i+1];
		D9[i]=D8[i+1];
	}
	C9[28]=C8[1];
	D9[28]=D8[1];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C9[i];
		C[i+28]=D9[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K9[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k9
	for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
	{
		C10[i]=C9[i+2];
		D10[i]=D9[i+2];
	}
	C10[27]=C9[1];
	D10[27]=D9[1];
	C10[28]=C9[2];
	D10[28]=D9[2];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C10[i];
		C[i+28]=D10[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K10[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k10
	for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
	{
		C11[i]=C10[i+2];
		D11[i]=D10[i+2];
	}
	C11[27]=C10[1];
	D11[27]=D10[1];
	C11[28]=C10[2];
	D11[28]=D10[2];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C11[i];
		C[i+28]=D11[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K11[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k11
	for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
	{
		C12[i]=C11[i+2];
		D12[i]=D11[i+2];
	}
	C12[27]=C11[1];
	D12[27]=D11[1];
	C12[28]=C11[2];
	D12[28]=D11[2];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C12[i];
		C[i+28]=D12[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K12[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k12
	for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
	{
		C13[i]=C12[i+2];
		D13[i]=D12[i+2];
	}
	C13[27]=C12[1];
	D13[27]=D12[1];
	C13[28]=C12[2];
	D13[28]=D12[2];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C13[i];
		C[i+28]=D13[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K13[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k13
	for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
	{
		C14[i]=C13[i+2];
		D14[i]=D13[i+2];
	}
	C14[27]=C13[1];
	D14[27]=D13[1];
	C14[28]=C13[2];
	D14[28]=D13[2];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C14[i];
		C[i+28]=D14[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K14[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k14
	for(i=1;i<27;i++)//循环左移两位
	{
		C15[i]=C14[i+2];
		D15[i]=D14[i+2];
	}
	C15[27]=C14[1];
	D15[27]=D14[1];
	C15[28]=C14[2];
	D15[28]=D14[2];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C15[i];
		C[i+28]=D15[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K15[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k15
	for(i=1;i<28;i++)      //循环左移一位
	{
		C16[i]=C15[i+1];
		D16[i]=D15[i+1];
	}
	C16[28]=C15[1];
	D16[28]=D15[1];
	for(i=1;i<=28;i++)
	{
		C[i]=C16[i];
		C[i+28]=D16[i];
	}
	for(i=1;i<=48;i++)
		K16[i]=C[PC_2[i-1]];//生成子密钥k16
}

void desEncode(string name)
{
	FILE* fp;
	fp=fopen(name.c_str(),"wb");
	int E[49]={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,
		28,29,30,31,32,31};
	int P[33]={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};
	int L1[33],R1[33],L2[33],R2[33],L3[33],R3[33],L4[33],R4[33],L5[33],R5[33],L6[33],R6[33],L7[33],R7[33],L8[33],R8
		
		[33],L9[33],R9[33],L10[33],R10[33],L11[33],R11[33],L12[33],R12[33],L13[33],R13[33],L14[33],R14[33],L15[33],R15[33],L16
		
		[33],R16[33];
	int RE1[49];
	int i,s11[7],s21[7],s31[7],s41[7],s51[7],s61[7],s71[7],s81[7];
	int s1[4][16]={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};
    int s2[4][16]={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};
	int s3[4][16]={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};
	int s4[4][16]={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};
	int s5[4][16]={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};
	int s6[4][16]={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};
	int s7[4][16]={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};
	int s8[4][16]={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};
	//	static int f[33],j;
	int f[33],j;
	int s[9],frk[33],temp[5];
	int IP_1[64]={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};
	//进行第一次迭代
	for(i=1;i<=48;i++)//经过E变换扩充，由32位变为48位
		RE1[i]=R0[E[i-1]];
	for(i=1;i<=48;i++)//与K1按位作不进位加法运算
		RE1[i]=RE1[i]+K1[i];
	for(i=1;i<=48;i++)
    {
		if(RE1[i]==2)