Python实现DES加密解密的方法介绍（代码）

来源：动视网责编：小采时间：2020-11-27 14:20:24

Python实现DES加密解密的方法介绍（代码）

Python实现DES加密解密的方法介绍（代码）:本篇文章给大家带来的内容是关于Python实现DES加密解密的方法介绍（代码），有一定的参考价值，有需要的朋友可以参考一下，希望对你有所帮助。DES(Data Encryption Standard)采用64位的分组长度和56位的密钥长度。它将64位的输入经过一系列变换得到64为的

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本篇文章给大家带来的内容是关于Python实现DES加密解密的方法介绍（代码），有一定的参考价值，有需要的朋友可以参考一下，希望对你有所帮助。

DES(Data Encryption Standard)采用64位的分组长度和56位的密钥长度。它将64位的输入经过一系列变换得到64为的输出。解密使用相同的步骤和相同的密钥，唯一不同的是密钥顺序与加密过程相反。

DES加密：

该算法的输入有需要加密的明文和加密使用的密钥，二者长度都为64位。其中密钥的第8,16,24,32,40,48,56,64位为奇偶校验位。

1、明文的处理

将明文读入程序并将其化为二进制串

def inputText(filename):
 with open(filename,'r')as f:
 text = f.read()
 text = text.split('
')
 text = [eval(x) for x in text]
 text = ['{:08b}'.format(x) for x in text]
 text = ''.join(text)
 
 return text

对明文进行IP置换，并划分为左右两个子串

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、对密钥的处理

将密钥读入程序并以二进制串的形式存储

对密钥进行PC-1置换，并划分为两个子串

#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

在生成迭代所需要的密钥之前需要对密钥进行置换压缩

#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

生成DES每轮迭代所需要的子密钥，以便加密解密时直接使用

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函数

在每轮变换中，整个过程可以用以下公式表示：

$$ L_i = R_{i-1} $$

$$ R_i = L_{i-1}igoplus F(R_{i-1},K_i) $$

其中轮密钥 Ki长48位,R长32位，首先将R置换扩展为48位,这48位与Ki异或，得到的结果用替代函数作用产生32位的输出。这32位的输出经P置换后与L异或得到新的R

代替函数由8个S盒来组成，每个S盒都有6位的输入和4位的输出。对每个S盒，输入的第一位和最后一位组成一个2位的二进制数，用来选择S盒4行替代值中的一行，中间4位用来选择16列中的某一列。

#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_result

4、加密过程

DES加密需要经过16轮迭代，前15轮迭代每次结束需要交换L和R，第16次不交换

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

DES解密：

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

源码地址 https://github.com/SuQinghang...

本篇文章到这里就已经全部结束了，更多其他精彩内容可以关注PHP中文网的python视频教程栏目！

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