DES加密算法的C++实现

《信息安全技术》这门课又在讲 DES 加密算法了，以前用纯C写过一次，这次我用 C++ 重新写了一个，写篇文章以备后用。本文介绍了 DES 算法加密的大致步骤和整体流程。

一、DES算法原理

DES算法是一种最通用的对称密钥算法，因为算法本身是公开的，所以其安全性在于密钥的安全性。基于密钥的算法通常有两类：对称算法和公开密钥算法。对称算法的对称性体现在加密密钥能够从解密密钥推算出来，反之亦然。在大多数对称算法中，加解密的密钥是相同的，DES就是这样。可见，对称密钥算法的加解密密钥都是保密的。而公开密钥算法的加密密钥是公开的，解密密钥是保密的。

下面是 DES 加密算法的整体流程图：

从上面的流程图可以看出，DES加密主要由四个部分完成：

1. 初始置换 IP；
2. 子密钥 Ki 的获取；
3. 密码函数 f ；
4. 尾置换 IP^-1 ；

其中，第二部分和第三部分是 DES 算法的核心。注意：DES 解密算法与加密算法完全相同，只需要将子密钥的使用顺序反过来就行了。

下面分别讲一下各个部分的大致思路。

1） 初始置换IP

这一部分很简单，IP（initial permutation）是一个 8x8 的置换表：

int 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 };

根据表中的规定，将输入的 64 位明文重新进行排序，即将第 58 位放到第 1 位，第 50 位放到第 2 位……以此类推。初始置换以后得到的是一个 64 位的输出。

2） 子密钥 K_i 的获取

下面是获取子密钥 K_i 的流程图：

流程图已经把思路很清楚的表达出来了，很简单：

• 用户输出的密钥是 64 位的，根据密钥置换表PC-1，将 64 位变成 56 位密钥。（去掉了奇偶校验位）

• 将 PC-1 置换得到的 56 位密钥，分为前28位 C₀ 和后28位 D₀，分别对它们进行循环左移，C₀左移得到 C₁，D₀ 左移得到 D₁。

• 将 C₁ 和 D₁ 合并成 56 位，然后通过PC-2表进行压缩置换，得到当前这一轮的 48 位子密钥 K₁ 。

• 然后对 C₁ 和 D₁ 进行左移和压缩置换，获取下一轮的子密钥……一共进行16轮，得到 16 个 48 位的子密钥。

这部分需要用到的表 PC-1 和表 PC-2 如下：

// 密钥置换表，将64位密钥变成56位
int PC_1[] = { 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，将56位密钥压缩成48位子密钥
int PC_2[] = { 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};

// 每轮左移的位数
int shiftBits[] = { 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1};

3） 密码函数 f

下面是密码函数f(R, K)的流程图：

密码函数f(R, K)接受两个输入：32 位的数据和 48 位的子密钥。然后：

• 通过表 E 进行扩展置换，将输入的 32 位数据扩展为 48 位；

• 将扩展后的 48 位数据与 48 位的子密钥进行异或运算；

• 将异或得到的 48 位数据分成 8 个 6 位的块，每一个块通过对应的一个 S 表产生一个 4 位的输出。其中，每个 S 表都是 4 行 16 列。具体的置换过程如下：把 6 位输入中的第 1 位和第 6 位取出来行成一个两位的二进制数 x ，作为 S_i 表中的行数（0~3）；把 6 位输入的中间 4 位构成另外一个二进制数 y，作为 S_i 表的列数（0~15）；查出 S_i 表中 x 行 y 列所对应的整数，将该整数转换为一个 4 位的二进制数。

• 把通过 S 表置换得到的 8 个 4 位连在一起，形成一个 32 位的数据。然后将该 32 位数据通过表 P 进行置换（称为P-置换），置换后得到一个仍然是 32 位的结果数据，这就是f(R, K)函数的输出。

这部分用到了扩展置换表E，8个S表以及P-置换表，如下：

// 扩展置换表，将 32位 扩展至 48位
int 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, 1};

// S盒，每个S盒是4x16的置换表，6位 -> 4位
int S_BOX[ 8][ 4][ 16] = {
{
{ 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}
},
{
{ 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}
},
{
{ 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}
},
{
{ 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}
},
{
{ 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}
},
{
{ 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}
},
{
{ 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}
},
{
{ 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}
}
};

// P置换，32位 -> 32位
int 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 };

4） 尾置换IP^-1

合并 L₁₆ 和 R₁₆ 得到一个 64 位的数据，再经过尾置换后得到的就是 64 位的密文。注意：要将 L₁₆和 R₁₆ 合并成 R₁₆L₁₆（即左右互换）。尾置换表IP-1如下：

// 尾置换表
int 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};

OK！现在我们可以回到本文的开头，去看看 DES 算法的整体流程图，思路就已经很清楚了。

二、C++实现

在 DES 算法的实现中，我用 C++ STL 中的bitset来操作二进制位，另外，这里我没有考虑时间和空间的优化。下面是对一个 64 位数据进行加密解密的源代码：

/*************************************************************************
> File Name: Des.cpp
> Author: SongLee
> E-mail: [email protected]
> Created Time: 2014年06月01日 星期日 19时46分32秒
> Personal Blog: http://songlee24.github.com
************************************************************************/
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <bitset>
#include <string>
using namespace std;

bitset<64> key; // 64位密钥
bitset<48> subKey[ 16]; // 存放16轮子密钥

// 初始置换表
int 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};

// 结尾置换表
int 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};

/*------------------下面是生成密钥所用表-----------------*/

// 密钥置换表，将64位密钥变成56位
int PC_1[] = { 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，将56位密钥压缩成48位子密钥
int PC_2[] = { 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};

// 每轮左移的位数
int shiftBits[] = { 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1};

/*------------------下面是密码函数 f 所用表-----------------*/

// 扩展置换表，将 32位 扩展至 48位
int 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, 1};

// S盒，每个S盒是4x16的置换表，6位 -> 4位
int S_BOX[ 8][ 4][ 16] = {
{
{ 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}
},
{
{ 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}
},
{
{ 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}
},
{
{ 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}
},
{
{ 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}
},
{
{ 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}
},
{
{ 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}
},
{
{ 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}
}
};

// P置换，32位 -> 32位
int 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 };

/**********************************************************************/
/* */
/* 下面是DES算法实现 */
/* */
/**********************************************************************/

/**
* 密码函数f，接收32位数据和48位子密钥，产生一个32位的输出
*/
bitset<32> f( bitset< 32> R, bitset< 48> k)
{
bitset<48> expandR;
// 第一步：扩展置换，32 -> 48
for( int i= 0; i< 48; ++i)
expandR[ 47-i] = R[ 32-E[i]];
// 第二步：异或
expandR = expandR ^ k;
// 第三步：查找S_BOX置换表
bitset<32> output;
int x = 0;
for( int i= 0; i< 48; i=i+ 6)
{
int row = expandR[ 47-i]* 2 + expandR[ 47-i -5];
int col = expandR[ 47-i -1]* 8 + expandR[ 47-i -2]* 4 + expandR[ 47-i -3]* 2 + expandR[ 47-i -4];
int num = S_BOX[i/ 6][row][col];
bitset<4> binary(num);
output[ 31-x] = binary[ 3];
output[ 31-x -1] = binary[ 2];
output[ 31-x -2] = binary[ 1];
output[ 31-x -3] = binary[ 0];
x += 4;
}
// 第四步：P-置换，32 -> 32
bitset<32> tmp = output;
for( int i= 0; i< 32; ++i)
output[ 31-i] = tmp[ 32-P[i]];
return output;
}

/**
* 对56位密钥的前后部分进行左移
*/
bitset<28> leftShift( bitset< 28> k, int shift)
{
bitset<28> tmp = k;
for( int i= 27; i>= 0; --i)
{
if(i-shift< 0)
k[i] = tmp[i-shift+ 28];
else
k[i] = tmp[i-shift];
}
return k;
}

/**
* 生成16个48位的子密钥
*/
void generateKeys()
{
bitset<56> realKey;
bitset<28> left;
bitset<28> right;
bitset<48> compressKey;
// 去掉奇偶标记位，将64位密钥变成56位
for ( int i= 0; i< 56; ++i)
realKey[ 55-i] = key[ 64 - PC_1[i]];
// 生成子密钥，保存在 subKeys[16] 中
for( int round= 0; round< 16; ++round)
{
// 前28位与后28位
for( int i= 28; i< 56; ++i)
left[i -28] = realKey[i];
for( int i= 0; i< 28; ++i)
right[i] = realKey[i];
// 左移
left = leftShift(left, shiftBits[round]);
right = leftShift(right, shiftBits[round]);
// 压缩置换，由56位得到48位子密钥
for( int i= 28; i< 56; ++i)
realKey[i] = left[i -28];
for( int i= 0; i< 28; ++i)
realKey[i] = right[i];
for( int i= 0; i< 48; ++i)
compressKey[ 47-i] = realKey[ 56 - PC_2[i]];
subKey[round] = compressKey;
}
}

/**
* 工具函数：将char字符数组转为二进制
*/
bitset<64> charToBitset( const char s[ 8])
{
bitset<64> bits;
for( int i= 0; i< 8; ++i)
for( int j= 0; j< 8; ++j)
bits[i* 8+j] = ((s[i]>>j) & 1);
return bits;
}

/**
* DES加密
*/
bitset<64> encrypt( bitset< 64>& plain)
{
bitset<64> cipher;
bitset<64> currentBits;
bitset<32> left;
bitset<32> right;
bitset<32> newLeft;
// 第一步：初始置换IP
for( int i= 0; i< 64; ++i)
currentBits[ 63-i] = plain[ 64-IP[i]];
// 第二步：获取 Li 和 Ri
for( int i= 32; i< 64; ++i)
left[i -32] = currentBits[i];
for( int i= 0; i< 32; ++i)
right[i] = currentBits[i];
// 第三步：共16轮迭代
for( int round= 0; round< 16; ++round)
{
newLeft = right;
right = left ^ f(right,subKey[round]);
left = newLeft;
}
// 第四步：合并L16和R16，注意合并为 R16L16
for( int i= 0; i< 32; ++i)
cipher[i] = left[i];
for( int i= 32; i< 64; ++i)
cipher[i] = right[i -32];
// 第五步：结尾置换IP-1
currentBits = cipher;
for( int i= 0; i< 64; ++i)
cipher[ 63-i] = currentBits[ 64-IP_1[i]];
// 返回密文
return cipher;
}

/**
* DES解密
*/
bitset<64> decrypt( bitset< 64>& cipher)
{
bitset<64> plain;
bitset<64> currentBits;
bitset<32> left;
bitset<32> right;
bitset<32> newLeft;
// 第一步：初始置换IP
for( int i= 0; i< 64; ++i)
currentBits[ 63-i] = cipher[ 64-IP[i]];
// 第二步：获取 Li 和 Ri
for( int i= 32; i< 64; ++i)
left[i -32] = currentBits[i];
for( int i= 0; i< 32; ++i)
right[i] = currentBits[i];
// 第三步：共16轮迭代（子密钥逆序应用）
for( int round= 0; round< 16; ++round)
{
newLeft = right;
right = left ^ f(right,subKey[ 15-round]);
left = newLeft;
}
// 第四步：合并L16和R16，注意合并为 R16L16
for( int i= 0; i< 32; ++i)
plain[i] = left[i];
for( int i= 32; i< 64; ++i)
plain[i] = right[i -32];
// 第五步：结尾置换IP-1
currentBits = plain;
for( int i= 0; i< 64; ++i)
plain[ 63-i] = currentBits[ 64-IP_1[i]];
// 返回明文
return plain;
}


/**********************************************************************/
/* 测试： */
/* 1.将一个 64 位的字符串加密， 把密文写入文件 a.txt */
/* 2.读取文件 a.txt 获得 64 位密文，解密之后再写入 b.txt */
/**********************************************************************/

int main() {
string s = "romantic";
string k = "12345678";
bitset<64> plain = charToBitset(s.c_str());
key = charToBitset(k.c_str());
// 生成16个子密钥
generateKeys();
// 密文写入 a.txt
bitset<64> cipher = encrypt(plain);
fstream file1;
file1.open( "D://a.txt", ios::binary | ios::out);
file1.write(( char*)&cipher, sizeof(cipher));
file1.close();

// 读文件 a.txt
bitset<64> temp;
file1.open( "D://a.txt", ios::binary | ios::in);
file1.read(( char*)&temp, sizeof(temp));
file1.close();

// 解密，并写入文件 b.txt
bitset<64> temp_plain = decrypt(temp);
file1.open( "D://b.txt", ios::binary | ios::out);
file1.write(( char*)&temp_plain, sizeof(temp_plain));
file1.close();

return 0;
}

运行结果（VS2012）：

那么，在对 64 位的数据加解密成功以后，对文件的加解密就很简单了！只需要每次读 64 位，加密以后，将 64 位的密文写入另外一个文件…..如此循环，直到文件尾。下面是对一张图片进行加密和解密的测试代码：

int main() {
string k = "12345678";
key = charToBitset(k.c_str());
generateKeys(); // 生成16个子密钥

// 将文件 flower.jpg 加密到 cipher.txt 中
ifstream in;
ofstream out;
in.open( "D://flower.jpg", ios::binary);
out.open( "D://cipher.txt", ios::binary);
bitset<64> plain;
while(in.read(( char*)&plain, sizeof(plain)))
{
bitset<64> cipher = encrypt(plain);
out.write(( char*)&cipher, sizeof(cipher));
plain.reset(); // 置0
}
in.close();
out.close();

// 解密 cipher.txt，并写入图片 flower1.jpg
in.open( "D://cipher.txt", ios::binary);
out.open( "D://flower1.jpg", ios::binary);
while(in.read(( char*)&plain, sizeof(plain)))
{
bitset<64> temp = decrypt(plain);
out.write(( char*)&temp, sizeof(temp));
plain.reset(); // 置0
}
in.close();
out.close();

return 0;
}

（全文完）