python如何实现DES加密


Posted in Python onSeptember 21, 2020

加密流程

首先说一下置换的意思,比如说有5678这个字符串,置换表为2143,置换表中的数表示的是位置,所以字符串变成6587。所有的置换表在程序中。(S盒置换不一样,会另外说明)

密钥部分

python如何实现DES加密

  • 把8位字符串密钥变成2进制(好像密钥只可以是8位,这一块我也没有搞太清楚)
  • 64位密钥进行PC1置换,变成56位,因为以前DES是用硬件实现的,所以8,16,24,32,40,48,56,64位为校验位,不记入密钥部分。但是我们现在是用软件实现,所以这8位需要去掉,再打乱顺序。
  • 将56位密钥对半分L0和R0、分别对L0和R0进行左循环移位,(当轮数为第1、2、9、16轮时,移动1位,其余时候移动两位)L0,R0移动1位后得到L1,R1。L1和R0继续进行下一轮,进行16轮。
  • 上面移位得到的所以Li+Ri进行PC2置换得到16个子密钥(PC2置换把56位数据变成了48位)。

明文部分

  • 先进行明文填充,采用PKCS #5规则,如果刚好满足每组有8个字节,则再添加一组,每个字节为000010000,如果最后一组没有8个字节,则把这一组填充成8个字节,填充的字节为少掉的字节的数目,比如有7个字节,则填充00000001。
  • 再进行初始置换,把64位明文打乱。
  • 进行16轮feistel函数后在进行逆初始运算

feistel函数

python如何实现DES加密

​以一组为例子来说明,一组明文8个字节,64位。有16轮迭代,要运行16次feistel函数。注意在16轮迭代前要把明文进行初始置换,迭代后把左右两边数据合并成64位再进行逆初始运算。

  • 把64位明文左右对半分成两份。
  • 右边的先进行部分进行扩展置换,32位变成48位。
  • 再和对应轮数的子密钥进行异或运算。
  • 再进行S盒运算,48位变成32位。S盒运算具体操作方法是,把48位数据分成8份,每份就有6位数据,比如010110,把头和尾结合位00,变成十进制就是0,中间四位的十进制为11,所以(x,y)为(0,11)

[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]

在上面这个表中表示的就是12,在把12变成2进制就是1100,所以6位就变成了4位。总共有8份数据,也有8个表。每份对应的运算的表都不一样。

  • 再进行P盒运算。
  • 最后和左边的32位进行异或运算。

解密

解密部分除了在feistel函数中调用子密钥的顺序相反外,其他都一样。加密调用的顺序是1-16,解密是16-1。

代码

#################################辅助函数######################################

# 十进制转成二进制
def INT_BIN(NUM):
  i = bin(NUM)[2:]
  if len(i) != 8:
    i = ((8 - len(i)) * '0') + i

  return i

# 置换函数
def Replace(ARR,change):
  ARR1 = []
  for i in ARR:
    a = ''
    for j in change:
      a += i[j-1]
    ARR1.append(a)
  return ARR1

# 异或运算
def XOR(a,b):
  c=""
  for i,j in zip(a,b):
    if i==j:
      c+='0'
    else:
      c+='1'
  return [c]

# 二进制转字符
def ASCII(A):
  text = ''
  for i in A:
    for j in range(8):
      b = i[j*8:(j+1)*8]
      text += chr(int(b,2))
  return text

##############################################################################

#################################密钥生成######################################
# 先PC1置换、将56位密钥对半分L0和R0、分别对L0和R0进行左循环移位,
# (当轮数为第1、2、9、16轮时,移动1位,其余时候移动两位)L0,R0移动1位
# 后得到L1,R1,L1+R0进行PC2置换得到密钥K1,L1和R0继续进行下一轮,直到生成16个子密钥

# PC-1置换表
PC1 = [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]

# PC-2置换表
PC2 = [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]

# 生成子密钥函数
def GenerateSubkey(Key):
  # 字符串转二进制
  K = ""
  i_byte = bytes(Key, encoding='utf-8')
  for i_bin in i_byte:
    K += INT_BIN(i_bin)

  # PC1置换
  ReplacePc1 = Replace([K],PC1)

  # 生成16组子密钥
  Lmi = []
  Rmi = []
  Lmi.append(ReplacePc1[0][:28])
  Rmi.append(ReplacePc1[0][28:])
  for i in range(1,17):
    if i in (1, 2, 9, 16):
      Lmi.append(Lmi[i-1][1:]+Lmi[i-1][:1])
      Rmi.append(Rmi[i-1][1:]+Rmi[i-1][:1])
    else:
      Lmi.append(Lmi[i-1][2:]+Lmi[i-1][:2])
      Rmi.append(Rmi[i-1][2:]+Rmi[i-1][:2])
  del Lmi[0]
  del Rmi[0]
  del ReplacePc1[0]
  for i in range(16):
    ReplacePc1.append(Lmi[i]+Rmi[i])

  # PC2置换
  return Replace(ReplacePc1,PC2)

###########################################################################

#################################明文处理###################################
# 明文填充,采用PKCS #5规则,如果刚好满足每组有8个字节,则再添加一组,每个字节为
# 000010000,如果最后一组没有8个字节,则把这一组填充成8个字节,填充的字节为少掉的
# 字节的数目,比如有7个字节,则填充00000001

# 对明文进行填充,分组
def InitPlaintext(Plaintext):
  DecimalList = []
  BytesList = []
  BinList = []
  
  # 字符串转成10机制
  i_byte = bytes(Plaintext, encoding='utf-8')
  for i_bin in i_byte:
    DecimalList.append(i_bin)

  # 刚好满足分组
  if len(DecimalList) % 8 == 0:
    for i in range(8):
      DecimalList.append(8)
    for i in range(int(len(DecimalList)/8)):
      BytesList.append(DecimalList[i*8:(i+1)*8])
  # 不满足分组
  else:
    INT = 8 - len(DecimalList) % 8
    for i in range(INT):
      DecimalList.append(INT)
    for i in range(int(len(DecimalList)/8)):
      BytesList.append(DecimalList[i*8:(i+1)*8])
  
  # 10进制转2进制
  for i in BytesList:
    TMP = ''
    for j in i:
      TMP += INT_BIN(j)
    BinList.append(TMP)
  
  return BinList

###########################################################################

################################feistel函数################################
#ip初始置换表
IPINIT = [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]

#扩展E置换表
EExten = [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]

#P盒置换表
PBOX = [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]

#逆初始置换表
P1 = [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]

#8个s盒
S_1 = [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]
 
S_2 = [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]
 
S_3 = [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]
 
S_4 = [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]
 
S_5 = [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]
 
S_6 = [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]
 
S_7 = [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]
 
S_8 = [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]

S_9 = []
S_9.append(S_1)
S_9.append(S_2)
S_9.append(S_3)
S_9.append(S_4)
S_9.append(S_5)
S_9.append(S_6)
S_9.append(S_7)
S_9.append(S_8)

# S盒置换
def S(R):
  s = ''
  for i in range(8):
    a = R[i*6:(i+1)*6]
    x = int(a[0]+a[-1],2)
    y = int(a[1:5],2)
    s += INT_BIN(S_9[i][x*15+y])[4:]
  return[s]


# feistel函数
def feistel(L, R, K):
  # 扩展置换
  Expand = Replace(R,EExten)
  # 异或运算
  Expand = XOR(Expand[0],K)
  # S盒运算
  Expand = S(Expand[0])
  # P盒
  Expand = Replace(Expand,PBOX)
  # 异或运算
  Expand = XOR(L[0],Expand[0])

  return Expand[0]

###########################################################################

################################加、解密函数################################
# 加密
def Encrypt(PlanText,Key):
  # 初始置换
  IP1 = Replace(InitPlaintext(PlanText),IPINIT)
  # 生成子密钥
  SubkeyList = GenerateSubkey(Key)

  # 16轮迭代
  Ciphertext = []
  for i in IP1:
    L = i[:32]
    R = i[32:]
    for k in SubkeyList:
      TMP = feistel([L],[R],k)
      L = R
      R = TMP
    # 逆初始置换
    Ciphertext.append(Replace([R+L],P1)[0])
  return Ciphertext,SubkeyList

# 解密
def Decrypt(Ciphertext,Key):
  # 初始置换
  IP1 = Replace(Ciphertext,IPINIT) 

  # 16轮迭代
  PlanText = []
  for i in IP1:
    L = i[:32]
    R = i[32:]
    for k in Key[::-1]:
      TMP = feistel([L],[R],k)
      L = R
      R = TMP
    # 逆初始置换
    PlanText.append(Replace([R+L],P1)[0])
  return PlanText

###########################################################################

if __name__ == "__main__":
  miwen,miyao = Encrypt('computer','networks')
  print(miwen)
  print(ASCII(Decrypt(miwen,miyao)))

以上就是python如何实现DES加密的详细内容,更多关于python实现DES加密的资料请关注三水点靠木其它相关文章!

Python 相关文章推荐
python批量同步web服务器代码核心程序
Sep 01 Python
python静态方法实例
Jan 14 Python
Python标准库之itertools库的使用方法
Sep 07 Python
Python中反射和描述器总结
Sep 23 Python
Python线程同步的实现代码
Oct 03 Python
利用python开发app实战的方法
Jul 09 Python
Djang的model创建的字段和参数详解
Jul 27 Python
Django之模板层的实现代码
Sep 09 Python
使用python实现哈希表、字典、集合操作
Dec 22 Python
PyQt5+python3+pycharm开发环境配置教程
Mar 24 Python
python 基于opencv去除图片阴影
Jan 26 Python
python中如何对多变量连续赋值
Jun 03 Python
如何从csv文件构建Tensorflow的数据集
Sep 21 #Python
python打包多类型文件的操作方法
Sep 21 #Python
python 星号(*)的多种用途
Sep 21 #Python
Python+Selenium随机生成手机验证码并检查页面上是否弹出重复手机号码提示框
Sep 21 #Python
解决PyCharm不在run输出运行结果而不是再Console里输出的问题
Sep 21 #Python
python map比for循环快在哪
Sep 21 #Python
通过实例解析Python文件操作实现步骤
Sep 21 #Python
You might like
上海牌131型七灯四波段四喇叭一级收音机
2021/03/02 无线电
php使用高斯算法实现图片的模糊处理功能示例
2016/11/11 PHP
mac pecl 安装php7.1扩展教程
2019/10/17 PHP
使用IE的地址栏来辅助调试Web页脚本
2007/03/08 Javascript
两种简单实现菜单高亮显示的JS类代码
2010/06/27 Javascript
Javascript实现的类似Google的Div拖动效果代码
2011/08/09 Javascript
js添加table的行和列 具体实现方法
2013/07/22 Javascript
Node.js中的缓冲与流模块详细介绍
2015/02/11 Javascript
javascript如何实现360度全景照片问题汇总
2016/04/04 Javascript
JS表单验证的代码(常用)
2016/04/08 Javascript
js日期相关函数dateAdd,dateDiff,dateFormat等介绍
2016/09/24 Javascript
关于Vue.js一些问题和思考学习笔记(2)
2016/12/02 Javascript
微信小程序-横向滑动scroll-view隐藏滚动条
2017/04/20 Javascript
使用Require.js封装原生js轮播图的实现代码
2017/06/15 Javascript
jQuery zTree搜索-关键字查询 递归无限层功能实现代码
2018/01/25 jQuery
vue.js中npm安装教程图解
2018/04/10 Javascript
JS对象与json字符串相互转换实现方法示例
2018/06/14 Javascript
手淘flexible.js框架使用和源代码讲解小结
2018/10/15 Javascript
详解如何更好的使用module vuex
2019/03/27 Javascript
Vue基础配置讲解
2019/11/29 Javascript
[02:44]完美大师赛主赛事淘汰赛第二日观众采访
2017/11/24 DOTA
Python实现在matplotlib中两个坐标轴之间画一条直线光标的方法
2015/05/20 Python
Django 自定义分页器的实现代码
2019/11/24 Python
pandas数据拼接的实现示例
2020/04/16 Python
使用PyCharm官方中文语言包汉化PyCharm
2020/11/18 Python
CSS3 icon font完全指南(CSS3 font 会取代icon图标)
2013/01/06 HTML / CSS
基于css3实现漂亮便签样式
2013/03/18 HTML / CSS
使用phonegap获取位置信息的实现方法
2017/03/31 HTML / CSS
英国巧克力贸易公司:Chocolate Trading Company
2017/03/21 全球购物
意大利中国电子产品购物网站:Geekmall.com
2019/09/30 全球购物
消防安全员岗位职责
2014/03/10 职场文书
幸福终点站观后感
2015/06/04 职场文书
详解Vue中$props、$attrs和$listeners的使用方法
2022/02/18 Vue.js
Python万能模板案例之matplotlib绘制甘特图
2022/04/13 Python
我国拿下天问一号火星着陆区附近 22 个地理实体命名:平乐、西柏坡、古田、漠河等
2022/04/29 数码科技
Python可视化神器pyecharts绘制地理图表
2022/07/07 Python