DES加解密算法的python实现——文本读取与写入、中文加解密 Python学习笔记

DES加解密算法的python实现——文本读取与写入、中文加解密
实现效果如下：

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【DES加解密算法的python实现——文本读取与写入、中文加解密】实验前，1.txt内容如下，2.txt和3.txt均为空

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试验后2.txt和3.txt内容如下：

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实现代码如下：

#将字符转换为对应的Unicode码，中文用2个字节表示 def char2unicode_ascii(intext,length): outtext=[] for i in range(length): outtext.append(ord(intext[i])) return outtext#将Unicode码转为bit def unicode2bit(intext,length): outbit=[] for i in range(length*16): outbit.append((intext[int(i/16)]>>(i%16))&1)#一次左移一bit return outbit#将8位ASCII码转为bit def byte2bit(inchar,length): outbit=[] for i in range(length*8): outbit.append((inchar[int(i/8)]>>(i%8))&1)#一次左移一bit return outbit#将bit转为Unicode码 def bit2unicode(inbit,length): out=[] temp=0 for i in range(length): temp=temp|(inbit[i]<<(i%16)) if i%16==15: out.append(temp) temp=0 return out#将bit转为ascii 码 def bit2byte(inbit,length): out=[] temp=0 for i in range(length): temp=temp|(inbit[i]<<(i%8)) if i%8==7: out.append(temp) temp=0 return out#将unicode码转为字符（中文或英文） def unicode2char(inbyte,length): out="" for i in range(length): out=out+chr(inbyte[i]) return out#生成每一轮的key def createKeys(inkeys): keyResult=[] asciikey=char2unicode_ascii(inkeys,len(inkeys)) keyinit=byte2bit(asciikey,len(asciikey)) #print("keyinit=",end='') #print(keyinit)#初始化列表key0,key1 key0=[0 for i in range(56)] key1=[0 for i in range(48)]#进行密码压缩置换1，将64位密码压缩为56位 for i in range(56): key0[i]=keyinit[yasuo1_table[i]-1] #进行16轮的密码生成 for i in range(16):#确定左移的次数 if (i==0 or i==1 or i==8 or i==15): moveStep=1 else: moveStep=2#分两部分，每28bit位一部分，进行循环左移 for j in range(moveStep): for k in range(8): temp=key0[k*7] for m in range(7*k,7*k+6): key0[m]=key0[m+1] key0[k*7+6]=temp temp=key0[0] for k in range(27): key0[k]=key0[k+1] key0[27]=temp temp=key0[28] for k inrange(28,55): key0[k]=key0[k+1] key0[55]=temp#对56位密钥进行压缩置换，压缩为48位 for k in range(48): key1[k]=key0[yasuo2_table[k]-1] keyResult.extend(key1)return keyResultdef DES(text,key,optionType): keyResult=createKeys(key) finalTextOfBit=[0 for i in range(64)] finalTextOfUnicode=[0 for i in range(4)] #print(keyResult)if optionType==0:#选择的操作类型为加密tempText=[0 for i in range(64)]#用于临时盛放IP逆置换之前，将L部分和R部分合并成64位的结果 extendR=[0 for i in range(48)]#用于盛放R部分的扩展结果 unicodeText=char2unicode_ascii(text,len(text)) #print('unicodeText: ') #print(unicodeText) bitText=unicode2bit(unicodeText,len(unicodeText)) #print('bitText: ') #print(bitText)initTrans=[0 for i in range(64)]#初始化，用于存放IP置换后的结果#进行初始IP置换 for i in range(64): initTrans[i]=bitText[IP_table[i]-1] #将64位明文分为左右两部分 L=[initTrans[i] for i in range(32)] R=[initTrans[i] for i in range(32,64)]#开始进行16轮运算 for i in range(16): tempR=R #用于临时盛放R#进行扩展，将32位扩展为48位 for j in range(48): extendR[j]=R[extend_table[j]-1] #print(len(keyResult)) keyi=[keyResult[j] for j in range(i*48,i*48+48)] #与key值进行异或运算 XORResult=[0 for j in range(48)] for j in range(48): if keyi[j]!=extendR[j]: XORResult[j]=1SResult=[0 for k in range(32)] #开始进行S盒替换 for k in range(8): row=XORResult[k*6]*2+XORResult[k*6+5] column=XORResult[k*6+1]*8+XORResult[k*6+2]*4+XORResult[k*6+3]*2+XORResult[k*6+4] temp=S[k][row*16+column] for m in range(4): SResult[k*4+m]=(temp>>m)&1PResult=[0 for k in range(32)] #开始进行P盒置换 for k in range(32): PResult[k]=SResult[P_table[k]-1]#与L部分的数据进行异或 XORWithL=[0 for k in range(32)] for k in range(32): if L[k]!=PResult[k]: XORWithL[k]=1#将临时保存的R部分值，即tempR复制给L L=tempR R=XORWithL#交换左右两部分 L,R=R,L#-合并为一部分 tempText=L tempText.extend(R) #IP逆置换 for k in range(64): finalTextOfBit[k]=tempText[_IP_table[k]-1] finalTextOfUnicode=bit2byte(finalTextOfBit,len(finalTextOfBit)) #print(finalTextOfUnicode) finalTextOfChar=unicode2char(finalTextOfUnicode,len(finalTextOfUnicode)) #print(finalTextOfChar) return finalTextOfChar else:#选择的操作类型为解密 tempText=[0 for i in range(64)]#用于临时盛放IP逆置换之前，将L部分和R部分合并成64位的结果 extendR=[0 for i in range(48)]#用于盛放R部分的扩展结果 unicodeText=char2unicode_ascii(text,len(text)) #print(unicodeText) bitText=byte2bit(unicodeText,len(unicodeText)) #print(bitText)initTrans=[0 for i in range(64)]#初始化，用于存放IP置换后的结果#进行初始IP置换 for i in range(64): initTrans[i]=bitText[IP_table[i]-1] #将64位明文分为左右两部分 L=[initTrans[i] for i in range(32)] R=[initTrans[i] for i in range(32,64)]#开始16轮的循环 for i in range(15,-1,-1): tempR=R #用于临时盛放R#进行扩展，将32位扩展为48位 for j in range(48): extendR[j]=R[extend_table[j]-1]keyi=[keyResult[j] for j in range(i*48,i*48+48)] #与key值进行异或运算 XORResult=[0 for j in range(48)] for j in range(48): if keyi[j]!=extendR[j]: XORResult[j]=1SResult=[0 for k in range(32)] #开始进行S盒替换 for k in range(8): row=XORResult[k*6]*2+XORResult[k*6+5] column=XORResult[k*6+1]*8+XORResult[k*6+2]*4+XORResult[k*6+3]*2+XORResult[k*6+4] temp=S[k][row*16+column] for m in range(4): SResult[k*4+m]=(temp>>m)&1 PResult=[0 for k in range(32)] #开始进行P盒置换 for k in range(32): PResult[k]=SResult[P_table[k]-1] #与L部分的数据进行异或 XORWithL=[0 for k in range(32)] for k in range(32): if L[k]!=PResult[k]: XORWithL[k]=1 #将临时保存的R部分值，即tempR复制给L L=tempR R=XORWithL#交换左右两部分 L,R=R,L#合并为一部分 tempText=L tempText.extend(R) #IP逆置换 for k in range(64): finalTextOfBit[k]=tempText[_IP_table[k]-1] finalTextOfUnicode=bit2unicode(finalTextOfBit,len(finalTextOfBit)) finalTextOfChar=unicode2char(finalTextOfUnicode,len(finalTextOfUnicode)) return finalTextOfChardef main(): text='' optionType=input("加密：0解密：1") while(not(optionType=='0' or optionType=='1')): print("错误！") optionType=input("加密：0解密：1:") if optionType=='0': print("即将打开待加密文件：1.txt") f1=open('1.txt',encoding='utf-8') text = f1.read() f1.close()else: print("即将打开待解密文件：2.txt") f2=open('2.txt',encoding='utf-8') text=f2.read() f2.close() print("内容为: ") print(text) length=len(text) Result="" if optionType=='0': f2=open('2.txt','w',encoding='utf-8') #----------若输入文本的长度不是4的整数倍，即不是64字节的整数倍，用空格补全（此处为了加密中文，用的是unicode编码，即用16字节表示一个字符）------- text=text+(length%4)*" " length=len(text) key=input("输入8位秘钥:\n")while(len(key)!=8): # print("wrong!! Enter the key(8 bits)") key=input("请确定8位秘钥： \n")print("加密后密文为：",end=" ") for i in range(int(length/4)): tempText=[text[j] for j in range(i*4,i*4+4)] Result="".join([Result,DES(tempText,key,int(optionType))]) f2.write(Result) f2.close() print(Result) print("并将其写入 2.txt") if optionType=='1': #----------若输入文本的长度不是8的整数倍，即不是64字节的整数倍，用空格补全（此处解密出来的密文用的是每8bit转换为一个ascii码，所以生成的八位表示的字符）------- f3=open('3.txt','w',encoding='utf-8') length=len(text) key=input("输入8位秘钥: \n") while(len(key)!=8): #print("wrong!! Enter the key(8 bits)") key=input("请确定8位秘钥: \n")print("解密后明文为：",end=" ") for i in range(int(length/8)): tempText=[text[j] for j in range(i*8,i*8+8)] Result="".join([Result,DES(tempText,key,int(optionType))]) f3.write(Result) f3.close() print(Result) print("并将其写入 3.txt")#IP置换表 IP_table = [ 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, ]#逆IP_table _IP_table = [ 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, ]#用于对数据进行扩展置换，将32位数据扩展为48bit extend_table = [ 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 P_table = [ 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, ]#S盒 S = [ [ 0xe, 0x4, 0xd, 0x1, 0x2, 0xf, 0xb, 0x8, 0x3, 0xa, 0x6, 0xc, 0x5, 0x9, 0x0, 0x7, 0x0, 0xf, 0x7, 0x4, 0xe, 0x2, 0xd, 0x1, 0xa, 0x6, 0xc, 0xb, 0x9, 0x5, 0x3, 0x8, 0x4, 0x1, 0xe, 0x8, 0xd, 0x6, 0x2, 0xb, 0xf, 0xc, 0x9, 0x7, 0x3, 0xa, 0x5, 0x0, 0xf, 0xc, 0x8, 0x2, 0x4, 0x9, 0x1, 0x7, 0x5, 0xb, 0x3, 0xe, 0xa, 0x0, 0x6, 0xd, ], [ 0xf, 0x1, 0x8, 0xe, 0x6, 0xb, 0x3, 0x4, 0x9, 0x7, 0x2, 0xd, 0xc, 0x0, 0x5, 0xa, 0x3, 0xd, 0x4, 0x7, 0xf, 0x2, 0x8, 0xe, 0xc, 0x0, 0x1, 0xa, 0x6, 0x9, 0xb, 0x5, 0x0, 0xe, 0x7, 0xb, 0xa, 0x4, 0xd, 0x1, 0x5, 0x8, 0xc, 0x6, 0x9, 0x3, 0x2, 0xf, 0xd, 0x8, 0xa, 0x1, 0x3, 0xf, 0x4, 0x2, 0xb, 0x6, 0x7, 0xc, 0x0, 0x5, 0xe, 0x9, ], [ 0xa, 0x0, 0x9, 0xe, 0x6, 0x3, 0xf, 0x5, 0x1, 0xd, 0xc, 0x7, 0xb, 0x4, 0x2, 0x8, 0xd, 0x7, 0x0, 0x9, 0x3, 0x4, 0x6, 0xa, 0x2, 0x8, 0x5, 0xe, 0xc, 0xb, 0xf, 0x1, 0xd, 0x6, 0x4, 0x9, 0x8, 0xf, 0x3, 0x0, 0xb, 0x1, 0x2, 0xc, 0x5, 0xa, 0xe, 0x7, 0x1, 0xa, 0xd, 0x0, 0x6, 0x9, 0x8, 0x7, 0x4, 0xf, 0xe, 0x3, 0xb, 0x5, 0x2, 0xc, ], [ 0x7, 0xd, 0xe, 0x3, 0x0, 0x6, 0x9, 0xa, 0x1, 0x2, 0x8, 0x5, 0xb, 0xc, 0x4, 0xf, 0xd, 0x8, 0xb, 0x5, 0x6, 0xf, 0x0, 0x3, 0x4, 0x7, 0x2, 0xc, 0x1, 0xa, 0xe, 0x9, 0xa, 0x6, 0x9, 0x0, 0xc, 0xb, 0x7, 0xd, 0xf, 0x1, 0x3, 0xe, 0x5, 0x2, 0x8, 0x4, 0x3, 0xf, 0x0, 0x6, 0xa, 0x1, 0xd, 0x8, 0x9, 0x4, 0x5, 0xb, 0xc, 0x7, 0x2, 0xe, ], [ 0x2, 0xc, 0x4, 0x1, 0x7, 0xa, 0xb, 0x6, 0x8, 0x5, 0x3, 0xf, 0xd, 0x0, 0xe, 0x9, 0xe, 0xb, 0x2, 0xc, 0x4, 0x7, 0xd, 0x1, 0x5, 0x0, 0xf, 0xa, 0x3, 0x9, 0x8, 0x6, 0x4, 0x2, 0x1, 0xb, 0xa, 0xd, 0x7, 0x8, 0xf, 0x9, 0xc, 0x5, 0x6, 0x3, 0x0, 0xe, 0xb, 0x8, 0xc, 0x7, 0x1, 0xe, 0x2, 0xd, 0x6, 0xf, 0x0, 0x9, 0xa, 0x4, 0x5, 0x3, ], [ 0xc, 0x1, 0xa, 0xf, 0x9, 0x2, 0x6, 0x8, 0x0, 0xd, 0x3, 0x4, 0xe, 0x7, 0x5, 0xb, 0xa, 0xf, 0x4, 0x2, 0x7, 0xc, 0x9, 0x5, 0x6, 0x1, 0xd, 0xe, 0x0, 0xb, 0x3, 0x8, 0x9, 0xe, 0xf, 0x5, 0x2, 0x8, 0xc, 0x3, 0x7, 0x0, 0x4, 0xa, 0x1, 0xd, 0xb, 0x6, 0x4, 0x3, 0x2, 0xc, 0x9, 0x5, 0xf, 0xa, 0xb, 0xe, 0x1, 0x7, 0x6, 0x0, 0x8, 0xd, ], [ 0x4, 0xb, 0x2, 0xe, 0xf, 0x0, 0x8, 0xd, 0x3, 0xc, 0x9, 0x7, 0x5, 0xa, 0x6, 0x1, 0xd, 0x0, 0xb, 0x7, 0x4, 0x9, 0x1, 0xa, 0xe, 0x3, 0x5, 0xc, 0x2, 0xf, 0x8, 0x6, 0x1, 0x4, 0xb, 0xd, 0xc, 0x3, 0x7, 0xe, 0xa, 0xf, 0x6, 0x8, 0x0, 0x5, 0x9, 0x2, 0x6, 0xb, 0xd, 0x8, 0x1, 0x4, 0xa, 0x7, 0x9, 0x5, 0x0, 0xf, 0xe, 0x2, 0x3, 0xc, ], [ 0xd, 0x2, 0x8, 0x4, 0x6, 0xf, 0xb, 0x1, 0xa, 0x9, 0x3, 0xe, 0x5, 0x0, 0xc, 0x7, 0x1, 0xf, 0xd, 0x8, 0xa, 0x3, 0x7, 0x4, 0xc, 0x5, 0x6, 0xb, 0x0, 0xe, 0x9, 0x2, 0x7, 0xb, 0x4, 0x1, 0x9, 0xc, 0xe, 0x2, 0x0, 0x6, 0xa, 0xd, 0xf, 0x3, 0x5, 0x8, 0x2, 0x1, 0xe, 0x7, 0x4, 0xa, 0x8, 0xd, 0xf, 0xc, 0x9, 0x0, 0x3, 0x5, 0x6, 0xb, ], ]#压缩置换表1，不考虑初始秘钥中的奇偶校验位（每个字节的第八位），将64位秘钥压缩至56位 yasuo1_table= [ 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, ]#压缩置换表2，将循环左移和右移的56bit秘钥压缩为48位 yasuo2_table = [ 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, ]

DES加解密算法的python实现——文本读取与写入、中文加解密

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