이 글은 Python에서 DES 암호화 및 복호화를 구현하는 방법(코드)을 소개합니다. 필요한 친구들이 참고할 수 있기를 바랍니다.
DES(데이터 암호화 표준)는 64비트 블록 길이와 56비트 키 길이를 사용합니다. 64비트 입력을 사용하고 일련의 변환을 거쳐 64비트 출력을 얻습니다. 복호화에는 동일한 단계와 동일한 키가 사용됩니다. 유일한 차이점은 암호화 프로세스에서 키 순서가 반대라는 것입니다.
DES 암호화:
이 알고리즘의 입력은 암호화해야 하는 일반 텍스트와 암호화에 사용되는 키이며 둘 다 길이는 64비트입니다. 키의 8번째, 16번째, 24번째, 32번째, 40번째, 48번째, 56번째 및 64번째 비트는 패리티 비트입니다.
1. 일반 텍스트 처리
일반 텍스트를 프로그램으로 읽어서 바이너리 문자열로 변환
def inputText(filename):
with open(filename,'r')as f:
text = f.read()
text = text.split('\n')
text = [eval(x) for x in text]
text = ['{:08b}'.format(x) for x in text]
text = ''.join(text)
return textIP 교체 수행 일반 텍스트로 나누고 왼쪽 및 오른쪽 하위 문자열의 경우
def IP_Transposition(plaintext): LR = [] for i in IP: LR.append(int(plaintext[i-1])) L = LR[:32] R = LR[32:] return L,R
2. 키 처리
키를 프로그램에 읽어서 이진 문자열 형식으로 저장합니다.
키에 대해 PC-1 순열을 수행하고 두 개의 하위 문자열로 나눕니다
#密钥置换 def Key_Transposition(key): CD = [] for i in PC_1: CD.append(int(key[i-1])) C = CD[:28] D = CD[28:] return C,D
반복에 필요한 키를 생성하기 전에 키를 순열하고 압축해야 합니다
#密钥压缩 def Key_Compress(C,D): key = C+D new_key = [] for i in PC_2: new_key.append(key[i-1]) return new_key
Generate DES 반복의 각 라운드에 필요한 하위 키는 암호화 및 암호 해독에 직접 사용됩니다.
def generateKset(key): key = inputKey(key) C,D = Key_Transposition(key) K = [] for i in LeftRotate: C = Key_LeftRotate(C,i) C = Key_LeftRotate(D,i) K.append(Key_Compress(C,D)) return K
3, F function
각 변환 라운드에서 전체 프로세스는 다음 공식을 사용하여 사용할 수 있습니다. 의미:
$$ L_i = R_{i-1} $$
$$ R_i = L_{i-1}비고플러스 F(R_{i-1},K_i) $$
라운드 키 Ki는 48비트 길이이고 R은 32비트 길이입니다. 먼저, 이 48비트를 Ki와 XOR하여 결과를 생성합니다. 32비트 출력을 생성하는 대체 함수. 32비트 출력은 P 교체 후 L과 XOR되어 새로운 R
을 얻습니다. 교체 기능은 8개의 S 박스로 구성되며, 각 S 박스에는 6비트 입력과 4비트 출력이 있습니다. 각 S 박스에 대해 입력의 첫 번째와 마지막 비트는 2비트 이진수를 형성하며, 이는 S 박스에 있는 대체 값의 4행 중 하나를 선택하는 데 사용되며 중간 4비트는 선택에 사용됩니다. 16개의 열 중 하나입니다.
#明文R扩展为48位
def R_expand(R):
new_R = []
for i in E:
new_R.append(R[i-1])
return new_R
#将两列表元素异或
def xor(input1,input2):
xor_result = []
for i in range(0,len(input1)):
xor_result.append(int(input1[i])^int(input2[i]))
return xor_result
#将异或的结果进行S盒代替
def S_Substitution(xor_result):
s_result = []
for i in range(0,8):
tmp = xor_result[i*6:i*6+5]
row = tmp[0]*2+tmp[-1]
col = tmp[1]*8+tmp[2]*4+tmp[3]*2+tmp[4]
s_result.append('{:04b}'.format(S[i][row][col]))
s_result = ''.join(s_result)
return s_result
#F函数
def F(R,K):
new_R = R_expand(R)
R_Kxor= xor(new_R,K)
s_result = S_Substitution(R_Kxor)
p_result = P_Transposition(s_result)
return p_result
#将S盒代替的结果进行P置换
def P_Transposition(s_result):
p_result = []
for i in P:
p_result.append(int(s_result[i-1]))
return p_result4. 암호화 프로세스
DES 암호화에는 16회 반복이 필요하며 매번 마지막에 L과 R을 교환해야 합니다. 시간은 교환되지 않습니다 #🎜🎜 #
def DES_encrypt(filename,key,outputFile): #从文件中读取明文 plaintext = inputText(filename) #将明文进行置换分离 L,R = IP_Transposition(plaintext) #生成Kset K = generateKset(key) for i in range(0,15): oldR = R #F函数 p_result = F(R,K[i]) R = xor(L,p_result) L = oldR p_result = F(R,K[15]) L = xor(L,p_result) #IP逆置换 reversedP = IP_reverseTransp(L+R) #生成16进制表示的密文 Cipher = generateHex(reversedP) #将密文写入outputFile文件 writeFile(outputFile,Cipher) return Cipher
def DES_decrypt(filename,key,outputFile): #文件中读取密文 Ciphertext = inputText(filename) #将密文进行置换分离 L,R = IP_Transposition(Ciphertext) #生成Kset K = generateKset(key) for i in range(15,0,-1): oldR = R #F函数 p_result = F(R,K[i]) R = xor(L,p_result) L = oldR p_result = F(R,K[0]) L = xor(L,p_result) reversedP = IP_reverseTransp(L+R) plaintext = generateHex(reversedP) writeFile(outputFile,plaintext) return plaintext
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위 내용은 Python(코드)에서 DES 암호화 및 복호화를 구현하는 방법 소개의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!
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