基于EEE3模式的3DES算法加密和解密实现

基于EEE3模式的3DES算法加密和解密实现

随着网络安全的发展，加密技术在保护数据安全方面发挥着越来越重要的作用，对称加密算法因其速度快、计算量小等特点，被广泛应用于各种场景，对称加密算法的密钥分发和管理存在一定的安全隐患，非对称加密算法应运而生，3DES(Triple DES)是一种基于对称加密和非对称加密相结合的加密算法，具有较高的安全性，本文将介绍基于EEE3模式的3DES算法加密和解密实现。

3DES算法简介

3DES(Triple DES,又称EDE3)是一种对称加密算法，它是基于DES(Data Encryption Standard)的基础上发展起来的，3DES实际上是对DES进行了三次迭代，每次迭代都对前一次迭代的结果进行加密，具体来说，3DES的加密过程包括以下三个步骤：

1、初始置换(IP);

2、16轮迭代(I);

3、逆初始置换(IP^-1)。

在每个迭代过程中，都会使用一个56位的密钥对数据进行加密或解密，由于3DES的安全性较高，因此在实际应用中得到了广泛的应用。

EEE3模式介绍

EEE3是3DES算法中的一种工作模式，它将原始数据分为三个8字节的数据块，然后对每个数据块进行独立加密，具体来说，EEE3模式的加密过程包括以下三个步骤：

1、将原始数据分为三个8字节的数据块；

2、对每个数据块进行独立加密；

3、将加密后的数据块合并为一个64字节的数据块。

与传统的16轮迭代相比，EEE3模式可以减少密钥的使用次数，从而降低密钥泄露的风险，EEE3模式还可以提高加密速度，因为它可以在相同的硬件平台上实现更高的并行度。

基于EEE3模式的3DES算法实现

下面我们将介绍如何使用C语言实现基于EEE3模式的3DES算法加密和解密，我们需要引入相关的头文件：

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

接下来，我们定义一个函数用于将字符串转换为64字节的数据块：

void str_to_64bit_block(const char *str, unsigned char *block) {
    int i;
    for (i = 0; i < 64; i++) {
        block[i] = str[i % 8];
    }
}

我们定义一个函数用于对数据块进行初始置换：

void initial_permutation(unsigned char *block) {
    // EEE3模式的初始置换表
    static const unsigned char eee3_ip[] = { ... };
    int i;
    for (i = 0; i < 64; i++) {
        block[i] = eee3_ip[block[i]];
    }
}

接下来，我们定义一个函数用于执行16轮迭代：

void eee3_round(const unsigned char *key, unsigned char *block) {
    // EEE3模式的16轮迭代表、逆初始置换表等信息需要根据具体的加密算法实现来填充
    int i;
    for (i = 0; i < 24; i += 2) { // 每轮迭代处理两个数据块，共16轮迭代
        // 根据具体的加密算法实现来填充相关参数，例如左移位数、异或操作等
        // ...
    }
}

我们定义两个函数分别用于执行加密和解密操作：

void eee3_encrypt(const unsigned char *key, const unsigned char *plaintext, unsigned char *ciphertext) {
    memset(ciphertext, 0, sizeof(unsigned char) * 64); // 初始化密文数据块为全0字节串
    memset(plaintext, 0x00, sizeof(unsigned char) * 8); // 初始化明文数据块为全0字节串(除了最后一个字节，用于存储校验和)
    memset(key, 0x00, sizeof(unsigned char) * 24); // 初始化密钥为全0字节串(除了第一个字节和最后一个字节，用于存储左右移位数和异或结果)
    int rounds = 16; // EEE3模式需要进行16轮迭代
    int i;
    eee3_round(key + key_shift1 + key_shift2 + key_shift3 + key_shift4 + key_shift5 + key_shift6 + key_shift7 + key_shift8 + key_shift9 + key_shift10 + key_shift11 + key_shift12 + key_shift13 + key_shift14 + key_shift15 + key_shift16, plaintext); // 对明文数据块进行第一次迭代处理(左移位数由key决定)
    eee3_round(key + key_shift1 + key_shift2 + key_shift3 + key_shift4 + key_shift5 + key_shift6 + key_shift7 + key_shift8 + key_shift9 + key_shift10 + key_shift11 + key_shift12 + key_shift13 + key_shift14 + key_shift15 + key_shift16, plaintext); // 对明文数据块进行第二次迭代处理(左移位数由key决定)......以此类推，共进行16轮迭代处理(每轮迭代处理两个数据块)
    eee3_round(key + key_shift1 + key_shift2 + key_shift3 + key_shift4 + key_shift5 + key_shift6 + key_shift7 + key_shift8 + key_shift9 + key_shift10 + key_shift11 + key_shift12 + key_shift13 + key_shift14 + key_shift15 + key_shift16, ciphertext); // 对密文数据块进行最后一次迭代处理(左移位数由key决定)
    eee3_round(key + key_shift7 + key_shift8 + key_shift9 + key_shift10 + key_shift11 + key_shift12 + key_shift13 + key_shift14 + key_shift15 + key_shift16, ciphertext); // 对密文数据块进行最后一次迭代处理(左移位数由key决定),此时已经完成了整个加密过程，不需要再对数据块进行异或操作了(异或操作只发生在初始置换阶段)
    eee3_round(key + key_shift7 + key_shift8 + key_shift9 + key_shift10 + key_shift11 + key_shift12 + key_shift13 + key_shift14 + key_shift15 + key_shift16, ciphertext); // 对密文数据块进行最后一次迭代处理(左移位数由key决定),此时已经完成了整个加密过程，不需要再对数据块进行异或操作了(异或操作只发生在初始置换阶段)——至此，完整的加密过程已经完成！!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!