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#import CommonCrypto/CommonCryptor.h
NSString *const kInitVector = @"ffGGtsdfzxCv5568";
NSString *const DESKey = @"gg356tt8g5h6j9jh";
+ (NSString *)encodeDesWithString:(NSString *)str{
NSData* data = [str dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
size_t plainTextBufferSize = [data length];
const void *vplainText = (const void *)[data bytes];
CCCryptorStatus ccStatus;
uint8_t *bufferPtr = NULL;
size_t bufferPtrSize = 0;
size_t movedBytes = 0;
bufferPtrSize = (plainTextBufferSize + kCCBlockSizeDES) ~(kCCBlockSizeDES - 1);
bufferPtr = malloc( bufferPtrSize * sizeof(uint8_t));
memset((void *)bufferPtr, 0x0, bufferPtrSize);
const void *vkey = (const void *) [DESKey UTF8String];
const void *vinitVec = (const void *) [kInitVector UTF8String];
ccStatus = CCCrypt(kCCEncrypt,
kCCAlgorithmDES,
kCCOptionPKCS7Padding,
vkey,
kCCKeySizeDES,
vinitVec,
vplainText,
plainTextBufferSize,
(void *)bufferPtr,
bufferPtrSize,
movedBytes);
NSData *myData = [NSData dataWithBytes:(const void *)bufferPtr length:(NSUInteger)movedBytes];
NSString *result = [myData base64EncodedStringWithOptions:NSDataBase64Encoding64CharacterLineLength];
return result;
}
+ (NSString *)decodeDesWithString:(NSString *)str{
NSData *encryptData = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:str options:NSDataBase64DecodingIgnoreUnknownCharacters];
size_t plainTextBufferSize = [encryptData length];
const void *vplainText = [encryptData bytes];
CCCryptorStatus ccStatus;
uint8_t *bufferPtr = NULL;
size_t bufferPtrSize = 0;
size_t movedBytes = 0;
bufferPtrSize = (plainTextBufferSize + kCCBlockSizeDES) ~(kCCBlockSizeDES - 1);
bufferPtr = malloc( bufferPtrSize * sizeof(uint8_t));
memset((void *)bufferPtr, 0x0, bufferPtrSize);
const void *vkey = (const void *) [DESKey UTF8String];
const void *vinitVec = (const void *) [kInitVector UTF8String];
ccStatus = CCCrypt(kCCDecrypt,
kCCAlgorithmDES,
kCCOptionPKCS7Padding,
vkey,
kCCKeySizeDES,
vinitVec,
vplainText,
plainTextBufferSize,
(void *)bufferPtr,
bufferPtrSize,
movedBytes);
NSString *result = [[NSString alloc] initWithData:[NSData dataWithBytes:(const void *)bufferPtr
length:(NSUInteger)movedBytes] encoding:NSUTF8StringEncoding];
return result;
}
DES算法处理的数据对象是一组64比特的明文串。设该明文串为m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串经过64比特的密钥K来加密,最后生成长度为64比特的密文E。其加密过程图示如下:
DES算法加密过程
对DES算法加密过程图示的说明如下:待加密的64比特明文串m,经过IP置换后,得到的比特串的下标列表如下:
IP 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
该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1(子密钥的生成将在后面讲)经过变换f(R0,K1)(f变换将在下面讲)输出32位的比特串f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。运算规则为:
f1与L0做不进位的二进制加法运算后的结果赋给R1,R0则原封不动的赋给L1。L1与R0又做与以上完全相同的运算,生成L2,R2…… 一共经过16次运算。最后生成R16和L16。其中R16为L15与f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果,L16是R15的直接赋值。
R16与L16合并成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16与L16合并后成的比特串,经过置换IP-1后所得比特串的下标列表如下:
IP-1 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
经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e.。
下面再讲一下变换f(Ri-1,Ki)。
它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图所示:
对f变换说明如下:输入Ri-1(32比特)经过变换E后,膨胀为48比特。膨胀后的比特串的下标列表如下:
E: 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 31
膨胀后的比特串分为8组,每组6比特。各组经过各自的S盒后,又变为4比特(具体过程见后),合并后又成为32比特。该32比特经过P变换后,其下标列表如下:
P: 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
经过P变换后输出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。
第一步是用密钥初始化des
初始化的过程主要是用传入的密钥生成16对长度为48的Kn 子密钥
生成48位子密钥Kn的函数主要是 __create_sub_keys , 主要设计两个换位表pc1和pc2
key = self.__permutate(des.__pc1, self.__String_to_BitList(self.getKey())) 开始先用换位表生成56位的初始key值(同pc1表的位数)
之后划分成两部分self.L和self.R各28位,然后是一个循环16此的左移操作,最后用pc2换位表生成第一个子密钥Kn[0]
我们传入数据调用encrypt函数即可, DES.encrypt('flag{isisisikey}') 我们先来看encrypt函数
encrypt函数主要调用了crypt函数,继续跟进crypt函数,开始一部分是cbc模式获取iv的过程,这里先暂时不考虑cbc,直接看关键部分
这里就设计到分组加密的核心了,为什么DES又叫分组加密,有一操作是 block = self.__String_to_BitList(data[i:i+8]) 把加密数据每八个字节分成一个block,然后调用 __String_to_BitList 会将八字节字符转换为64bit的二进制,每个block再调用 __des_crypt 函数加密
开始几步和子密钥生成函数类似,用一个ip换位表初始化block,然后划分成self,L和self.R 各32位。
之后又是一个16轮的计算,我们分析一下每轮操作
self.R = self.__permutate(des.__expansion_table, self.R) 利用一个扩展表将32bit扩展成48位,扩展表:
B = [self.R[:6], self.R[6:12], self.R[12:18], self.R[18:24], self.R[24:30], self.R[30:36], self.R[36:42], self.R[42:]] 将48位的self.R 分成6*8为,之后一个循环就是经典的是s-box的置换操作
s-box盒一个八个,m是前后2bit,n是中间6bit, v是s-box的(n,m)处的值
self.R = self.__permutate(des.__p, Bn) 是P-box置换盒。 最后返回64bit的processed_block, 经过BitList_to_String函数处理就变成8字节的字符流了,最后把每个block分组join一块就是最后的密文。
我们再来总结一下这个过程
子密钥生成算法
des 加密算法
附上完整版des加解密算法脚本