«Алгоритм формирования ключей в процессе функционирования DES» Оглавление Техническое задание 3 Алгоритм формирования ключей в процессе функционирования DES. 3 Работа алгоритма 4 1 шаг. Перестановки битов ключа с использованием таблицы перестановок. 5 2 шаг. Разбиение ключа. 6 3 шаг. Создание 16-ти подключей путем сдвига. 7 4 шаг. Перестановка битов ключа с использованием таблицы
PC8 Исходный код 9 Пример работы программы 15 Техническое задание 1. Реализовать алгоритм формирования ключей в процессе функционирования DES на языке программирования C++. 2. Провести тест программы. Алгоритм формирования ключей в процессе функционирования DES Формирование ключей – алгоритм, позволяющий получить по относительно короткому ключу шифрования
последовательность раундовых ключей. Входные данные: Ключ состоит из 8 символов или 8 байт. Соответственно ключ имеет размер 64 байта. Но размер ключа используется только для записи (для организации данных). Фактически, каждый 8 бит отбрасывается и эффективный размер ключа – 56 бит. Работа алгоритма 1 шаг. Перестановки битов ключа с использованием таблицы перестановок.
Для примера введем: olga1234 Заданный ключ в двоичном представлении: В начале над ключом шифра выполняется операция B, которая сводится к выбору определенных бит и их перестановке, как это показано в таблицей. Причем, первые четыре строки определяют, как выбираются биты последовательности C(0) (первым битом C(0) будет бит 57 бит ключа шифра, затем бит 49 и т.д а последними битами биты 44 и 36 ключа шифра), а следующие четыре строки – как выбираются биты последовательности
D(0) (т.е. последовательность D(0) будем состоять из битов 63,55,…, 12, 4 ключа шифра). 4 В результате перестановки ключ будет выглядеть так: 2 шаг. Разбиение ключа На этом шаге осуществляется разбиение ключа на 2 половины C0 и D0. Каждая половина содержит 28 бит. C0: D0: 3 шаг. Создание 16-ти подключей путем сдвига После определения C(0) и D(0) рекурсивно определяются C(i) и D(i), i=1,2,…, 16. Для этого применяются операции сдвига влево на один или два бита в зависимости от номера шага итерации, как это показано в таблице «Функция сдвига Si». Операции сдвига выполняются для последовательностей C(i) и D(i) независимо. Например, последовательность
C(3) получается, посредством сдвига влево на две позиции последовательности C(2), а последовательность D(3) – посредством сдвига влево на две позиции последовательности D(2). Следует иметь в виду, что выполняется циклический сдвиг влево. Например, единичный сдвиг влево последовательности C(i) приведет к тому, что первый бит C(i) станет последним и последовательность бит будет следующая:
2,3,…, 28,1. Таблица «Функция сдвига Si» 1 В результате сдвига получаем следующие пары Количество сдвигов Созданные пары 1 C1: D1: 1 C2: D2: 2 C3: D3: 2 C4: D4: 2 C5: D5: 2 C6: D6: 2 C7: D7: 2 C8: D8: 1 C9: D9: 2 C10: D10: 2 C11: D11: 2 C12: D12: 2 C13: D13: 2 C14:
D14: 2 C15: D15: 1 C16: D16: 4 шаг. Перестановка битов ключа с использованием таблицы PC1 До финальной перестановки битов ключей, необходимо слияние каждой пары данных. После того, как для каждого битового блока CnDn, где 1<=n<=16 осуществиться соответствующая перестановка по таблице (см ниже), формируя ключи. Только 48 бит каждой объединенной пары сохраняется в перестановленном ключе. 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
Все подключи: K1: K2: K3: K4: K5: K6: K7: K8: K9: K10: K11: K12: K13: K14: K15: K16: Исходный код #include <stdio.h> #include<math.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> int main (int argc, char *argv[]) { int i, b, y, r, j, v, p, m, l, f, u, k, a, s, q, D[100] [100], Y[100] [100], U[100] [100], X[1000] [1000], E[100] [100], G[100] [100], W[100] [100], P[100] [1 $ double z; int key[16]={1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1 }; char A[1000]; char B[200]; char N[200]; char T[200]; char C[1000]; char Z[43]; char R[43]; char L[43]; char *str2; char *str; char *str1; char *str3; char *str4; char *str5; char d[100]; printf (« Vvedite key »); str=(char *) (malloc(1000)); for (i=0; i<1000; i++) { scanf («%c»,&str[i]); if (str[i]==(char) 10) { m=i; break; } if (str[i]==(char) 32) { str[i]=157;}
} if (m!=8) { printf (« Key neveren »); } for (i=0; i<m; i++) { A[i]=str[i];} for (i=0; i<m; i++) { B[i]=(int) A[i]; printf («%d », B[i]); } for (i=0; i<m; i++) { f=B[i]; for (j=0; j<8; j++) { if (f<1) { X[j] [i]=0; goto Metka;} s=f/2; /*printf («%d», s);*/ z=fmod (f, 2); if (z!=0) X[j] [i]=1; else X[j] [i]=0; f=s; Metka:printf («%d»,
X[j] [i]);} printf (« »); } printf (« »); k=0; for (i=0; i<m; i++) { k=i*8; for (j=0; j<8; j++) { N [j+k]=X [8-j-1] [i]; } } for (i=0; i<64; i++) { printf («%d», N[i]);} printf (« »); C[0]=N[57]; C[1]=N[49]; C[2]=N[41]; C[3]=N[33]; C[4]=N[25]; C[5]=N[17]; C[6]=N[9]; C[7]=N[1]; C[8]=N[58]; C[9]=N[50]; C[10]=N[42]; C[11]=N[34];
C[12]=N[26]; C[13]=N[18]; C[14]=N[10]; C[15]=N[2]; C[16]=N[59]; C[17]=N[51]; C[18]=N[43]; C[19]=N[35]; C[20]=N[27]; C[21]=N[19]; C[22]=N[11]; C[23]=N[3]; C[24]=N[60]; C[25]=N[52]; C[26]=N[44]; C[27]=N[36]; C[28]=N[63]; C[29]=N[55]; C[30]=N[47]; C[31]=N[39];
C[32]=N[31]; C[33]=N[23]; C[34]=N[15]; C[35]=N[7]; C[36]=N[62]; C[37]=N[54]; C[38]=N[46]; C[39]=N[38]; C[40]=N[30]; C[41]=N[22]; C[42]=N[14]; C[43]=N[6]; C[44]=N[61]; C[45]=N[53]; C[46]=N[45]; C[47]=N[37]; C[48]=N[29]; C[49]=N[21]; C[50]=N[13]; C[51]=N[5];
C[52]=N[28]; C[53]=N[20]; C[54]=N[12]; C[55]=N[4]; for (i=0; i<56; i++) { printf («%d», C[i]); } for (i=0; i<56; i++) { if (i<28) { Z[i]=C[i];} if (i>27) { R [i-28]=C[i];} } printf (« »); for (i=0; i<28; i++) { printf («%d», Z[i]);} printf (« »); for (i=0; i<28; i++) { printf («%d», R[i]);} printf (« »); printf (« »); for (j=0; j<16; j++) { v=key[j]; for (i=0; i<28; i++) { if (v==2) { Y[26] [j]=Z[0]; Y[27] [j]=Z[1]; U[26] [j]=R[0]; U[27] [j]=R[1]; } if (v==1) { Y[27] [j]=Z[1]; U[27] [j]=R[1]; } if (i<(28-v)) { Y[i] [j]=Z [i+v]; U[i] [j]=R [i+v];} Z[i]=Y[i] [j]; R[i]=U[i] [j]; /*printf («%d», U[i] [j]);*/ } /*printf (« »);*/ } for (j=0; j<16; j++) { for (i=0; i<56; i++) { if (i<28) { W[i] [j]=Y[i] [j];} if (i>27) {
W[i] [j]=U [i-28] [j];} printf («%d», W[i] [j]); } printf (« »); } for (j=0; j<16; j++) { P[0] [j]=W[14] [j]; P[1] [j]=W[17] [j]; P[2] [j]=W[11] [j]; P[3] [j]=W[24] [j]; P[4] [j]=W[1] [j]; P[5] [j]=W[5] [j]; P[6] [j]=W[3] [j]; P[7] [j]=W[28] [j]; P[8] [j]=W[15] [j]; P[9] [j]=W[6] [j]; P[10] [j]=W[21] [j]; P[11] [j]=W[10] [j];
P[12] [j]=W[23] [j]; P[13] [j]=W[19] [j]; P[14] [j]=W[12] [j]; P[15] [j]=W[4] [j]; P[16] [j]=W[26] [j]; P[17] [j]=W[8] [j]; P[18] [j]=W[16] [j]; P[19] [j]=W[7] [j]; P[20] [j]=W[27] [j]; P[21] [j]=W[20] [j]; P[22] [j]=W[13] [j]; P[23] [j]=W[2] [j]; P[24] [j]=W[41] [j]; P[25] [j]=W[52] [j]; P[26] [j]=W[31] [j];
P[27] [j]=W[37] [j]; P[28] [j]=W[47] [j]; P[29] [j]=W[55] [j]; P[30] [j]=W[30] [j]; P[31] [j]=W[40] [j]; P[32] [j]=W[51] [j]; P[33] [j]=W[45] [j]; P[34] [j]=W[33] [j]; P[35] [j]=W[48] [j]; P[36] [j]=W[44] [j]; P[37] [j]=W[49] [j]; P[38] [j]=W[39] [j]; P[39] [j]=W[56] [j]; P[40] [j]=W[34] [j]; P[41] [j]=W[53] [j];
P[42] [j]=W[46] [j]; P[43] [j]=W[42] [j]; P[44] [j]=W[50] [j]; P[45] [j]=W[36] [j]; P[46] [j]=W[29] [j]; P[47] [j]=W[32] [j]; } for (j=0; j<16; j++) { for (i=0; i<48; i++) { printf («%d», P[i] [j]); } printf (« »); } } Пример работы программы