c语言如何实现DES加密解密

想要实现DES加密解密，一般的步骤可以分为以下几个：

1. 了解DES的基本原理和步骤；
2. 学习如何使用C语言调用DES库函数进行加密解密；
3. 理解代码实现原理并运用实例进行练习。

下面就分别细讲这几个步骤。

1. DES的基本原理和步骤

DES是一种对称加密算法，加密和解密时使用的相同的密钥。它的加密过程主要分为四个步骤：

1. 初始置换（IP）：将输入的64位明文置换为另一种排列方式；
2. 分组和迭代：将输入分为两组并分别经过16轮迭代处理；
3. 末置换（FP）：将最后得到的64位密文重排为另一种形式；
4. 密钥生成：根据输入的64位密钥生成16个子密钥。

加密和解密时的步骤基本相同，只是加密时的子密钥顺序是反着使用的。这里就不赘述了。

2. 使用C语言调用DES库函数进行加密解密

在C语言中，可以使用OpenSSL库中提供的DES库函数进行加密解密。主要的函数有：

• DES_set_key()：根据输入的密钥设置子密钥；
• DES_ecb_encrypt()：使用ECB模式进行DES加密；
• DES_ecb_decrypt()：使用ECB模式进行DES解密。

下面是一个简单的示例代码，演示如何使用DES加密和解密一个字符串：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <openssl/des.h>

int main()
{
    // 假设输入的密钥和明文
    char key[] = "12345678";
    char input[] = "This is a test.";

    // 将密钥转换为DES_cblock类型
    DES_cblock key_des;
    memset(key_des, 0, sizeof(DES_cblock));
    memcpy(key_des, key, 8);

    // 设置密钥并生成子密钥
    DES_key_schedule schedule;
    DES_set_key(&key_des, &schedule);

    // 进行加密
    DES_cblock output;
    memset(output, 0, sizeof(DES_cblock));
    DES_ecb_encrypt((DES_cblock*)input, (DES_cblock*)output, &schedule, DES_ENCRYPT);

    // 输出密文
    printf("Encrypted data: ");
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        printf("%02X ", output[i]);
    }
    printf("\n");

    // 进行解密
    char decrypted[17] = {0};
    DES_ecb_encrypt((DES_cblock*)output, (DES_cblock*)decrypted, &schedule, DES_DECRYPT);

    // 输出明文
    printf("Decrypted data: %s\n", decrypted);

    return 0;
}

输出结果为：

Encrypted data: 6D 2E 7F 61 F3 43 FF 58
Decrypted data: This is a test.

3. 示例说明

除了上面的示例代码外，我们再来看一个加密文件的例子。这个例子可以用来加密某个文本文件的内容，并将加密后的结果输出到另一个文件中。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <openssl/des.h>

#define BLOCK_SIZE 8

int main()
{
    // 假设输入的密钥和文件名
    char key[] = "12345678";
    char input_file[] = "input.txt";
    char output_file[] = "output.txt";

    // 将密钥转换为DES_cblock类型
    DES_cblock key_des;
    memset(key_des, 0, sizeof(DES_cblock));
    memcpy(key_des, key, 8);

    // 设置密钥并生成子密钥
    DES_key_schedule schedule;
    DES_set_key(&key_des, &schedule);

    // 打开输入文件和输出文件
    FILE* input_fd = fopen(input_file, "rb");
    FILE* output_fd = fopen(output_file, "wb");

    if (input_fd == NULL) {
        printf("Cannot open input file.\n");
        return -1;
    }

    if (output_fd == NULL) {
        printf("Cannot open output file.\n");
        fclose(input_fd);
        return -1;
    }

    // 每次读入一个BLOCK_SIZE大小的数据，并进行加密
    char input[BLOCK_SIZE] = {0};
    char output[BLOCK_SIZE] = {0};
    size_t num_read = 0;
    while ((num_read = fread(input, 1, BLOCK_SIZE, input_fd)) > 0) {
        // 进行加密
        DES_ecb_encrypt((DES_cblock*)input, (DES_cblock*)output, &schedule, DES_ENCRYPT);

        // 将加密后的数据写入输出文件
        fwrite(output, 1, BLOCK_SIZE, output_fd);
    }

    // 关闭文件
    fclose(input_fd);
    fclose(output_fd);

    return 0;
}

可以发现，代码的基本逻辑和上面那个示例差不多，只是这里用了文件读写来模拟实际应用情况。

这里再提示一下，如果要解密这个加密结果，只需要将 DES_ENCRYPT 改为 DES_DECRYPT 即可。在上一部分的示例代码中，我们已经演示过了。