C语言单片和C#语言服务器端DES及3DES加密的实现

2/11/2016来源:C#应用人气:2321

公司最近在做单片机和C#语言的通信。用的是Socket通信。传输的数据是明文,后来 在会上讨论准备用DES加密(对称加密)来做。

双方约定 相应的“密钥”。

以前做的加密一般都是用C#加密和C#解密。一直以为是个简单的问题,现在和用C写的单片机通信的时候却出了问题。

问题是什么呢?

我找了几个在线加密 解密的网站,还下了几个加密解密的工具。结果相同的数据,用相同的密钥却得到不同的结果。

而且现在网上C语言实现的DES资料基本上是不靠谱,好多是错误的,都是你抄我,我抄你,抄来抄去,抄到最后没有一个完整实现DES几种模式加密的。

没办法,赶紧去找DES的原理来看,好研究了一番现在终于解决完成。保证了自己写的代码和几种工具一样的结果。现在将代码奉上,希望能帮上大家的忙。

一,ECB模式
ECB(Electronic Code book电码本)模式,相对简单,将数据按照每8字节一段进行DES加解密的(一次加解密操作必须是8字节,这是算法决定的),如果最后一段不足8字节, 则按照需要补0x00或者0xFF进行计算.之后按照数据顺序将所有的数据连接在一起。

这个模式说了这么多,我也不明白啥意思,不过 现在网上流传的C语言实现的DES加密算法基本上都是这种模式。

采用这个模式以后 ,设置不设置 加密向量都没有用的。

请注意,我在这里实现的都是 采用这种模式,所以 文中出现的加密向量有关的语句,你都可以把它给无视掉,你删除掉它,也会得到相同的结果。
二,CBC模式
CBC(Cipher-block chaining密文分组链接)模式,该模式使得各段数据存在一些联系,实现原理比较复杂,我也没有搞懂,不过以前写C#代码的时候,有个加密向量,就像下面代码这样子的Byte数组

 

  PRivate static byte[] IV = { 0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xAB, 0xCD, 0xEF };

 

 

 

我一直不明白它有什么用,现在我终于明白了,C#默认的就是这种模式。

现在奉上C#的实现代码:

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Consoleapplication3
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string str = "abcdefgh";
            string str1 = "1234567887654321";

            string str2 = DES3Encrypt(str, str1);
            Console.WriteLine(str2);

            Console.WriteLine(DES3Decrypt(str2, str1));
        }


        #region DES加解密

        private static byte[] IV = { 0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xAB, 0xCD, 0xEF };///这段代码可以删除掉
        //默认密钥向量
        //private static byte[] IV = { 0xEF, 0xCD, 0xAB, 0x89, 0x67, 0x45, 0x23, 0x01 };
        /// <summary>
        /// DES加密
        /// </summary>
        /// <param name="input">待加密的字符串</param>
        /// <param name="key">加密密钥</param>
        /// <returns></returns>
        public static string Encrypt(string pToEncrypt, string sKey)
        {
            DESCryptoServiceProvider provider = new DESCryptoServiceProvider();
            provider.Mode = CipherMode.CBC;
            //provider.Padding = PaddingMode.None;
            byte[] bytes = Encoding.Default.GetBytes(pToEncrypt);
            provider.Key = Encoding.ASCII.GetBytes(sKey);
            provider.IV = Encoding.ASCII.GetBytes(sKey);

            /* 创建一个内存流对象 */
            MemoryStream stream = new MemoryStream();

            /* 创建一个加密流对象 */
            CryptoStream stream2 = new CryptoStream(stream, provider.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write);

            /* 将要加密的文本写到加密流中 */
            stream2.Write(bytes, 0, bytes.Length);

            /* 更新缓冲 */
            stream2.FlushFinalBlock();

            /* 获取加密过的文本 */
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            foreach (byte num in stream.ToArray())
            {
                builder.AppendFormat("{0:X2}", num);
            }
            stream2.Close();
            stream.Close();
            return builder.ToString();

            //return Convert.ToBase64String(stream.ToArray());

            //byte[] bytes4 = stream.ToArray();
            //string str=Encoding.Default.GetString(bytes4);
            //return str;
        }
        /// <summary>
        /// DES解密
        /// </summary>
        /// <param name="input">待解密的字符串</param>
        /// <param name="key">解密密钥,要求为8位,和加密密钥相同</param>
        /// <returns>解密成功返回解密后的字符串,失败返源串</returns>
        public static string Decrypt(string DecryptString, string Key)
        {
            try
            {
                //byte[] inputByteArray = Convert.FromBase64String(DecryptString);


                /** 
                 **将一个字符串转16进制字节数组而已
                 **/
                byte[] inputByteArray = new byte[DecryptString.Length / 2];
                for (int x = 0; x < DecryptString.Length / 2; x++)
                {
                    int i = (Convert.ToInt32(DecryptString.Substring(x * 2, 2), 16));
                    inputByteArray[x] = (byte)i;
                }
                //byte[] inputByteArray = Encoding.UTF8.GetBytes(DecryptString);

                DESCryptoServiceProvider des = new DESCryptoServiceProvider();
                des.Mode = CipherMode.CBC;
                des.Padding = PaddingMode.None;

                des.Key = Encoding.ASCII.GetBytes(Key);
                des.IV = Encoding.ASCII.GetBytes(Key);


                MemoryStream mStream = new MemoryStream();
                CryptoStream cStream = new CryptoStream(mStream, des.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Write);
                cStream.Write(inputByteArray, 0, inputByteArray.Length);
                cStream.FlushFinalBlock();

                mStream.Close();
                cStream.Close();
                return Encoding.Default.GetString(mStream.ToArray());
            }
            catch
            {
                return "";
            }
        }
        #endregion

        #region 3DES 加密解密

        public static string DES3Encrypt(string data, string key)
        {
            TripleDESCryptoServiceProvider DES = new TripleDESCryptoServiceProvider();

            //DES.GenerateKey();
            //byte[] cKey = DES.Key;

            DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(key);
            DES.Mode = CipherMode.ECB;
            DES.Padding = PaddingMode.None;

            ICryptoTransform DESEncrypt = DES.CreateEncryptor();

            byte[] Buffer = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(data);


            byte[] result = DESEncrypt.TransformFinalBlock(Buffer, 0, Buffer.Length);
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            foreach (byte num in result)
            {
                builder.AppendFormat("{0:X2}", num);
            }
            return builder.ToString();
            //return Convert.ToBase64String(DESEncrypt.TransformFinalBlock(Buffer, 0, Buffer.Length));
        }

        public static string DES3Decrypt(string DecryptString, string key)
        {
            TripleDESCryptoServiceProvider DES = new TripleDESCryptoServiceProvider();
            //DES.GenerateKey();
            DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(key);
            DES.Mode = CipherMode.ECB;
            DES.Padding = PaddingMode.None;
            ICryptoTransform DESDecrypt = DES.CreateDecryptor();
            string result = "";
            try
            {
                //byte[] Buffer = Convert.FromBase64String(data);
                /*字符串转16进制字节数组*/
                byte[] inputByteArray = new byte[DecryptString.Length / 2];
                for (int x = 0; x < DecryptString.Length / 2; x++)
                {
                    int i = (Convert.ToInt32(DecryptString.Substring(x * 2, 2), 16));
                    inputByteArray[x] = (byte)i;
                }

                //byte[] Byteresult = DESDecrypt.TransformFinalBlock(inputByteArray, 0, inputByteArray.Length);
                //StringBuilder builder = new StringBuilder();
                //foreach (byte num in Byteresult)
                //{
                //    builder.AppendFormat("{0:X2}", num);
                //}
                //return builder.ToString();
                result = ASCIIEncoding.ASCII.GetString(DESDecrypt.TransformFinalBlock(inputByteArray, 0, inputByteArray.Length));
            }
            catch (Exception e)
            {
            }
            return result;
        }

        #endregion
    }
}

 

然后我们对比一下效果:

这是一个工具加密后的效果,使用的是DES。

要加密的字符串是:abcdefg

加密的密钥为:12345678

这是C#的加密 解密效果图:

 

OK一样的效果。

 

然后再把单片机那那边的实现效果给展示一下:

当然C语言版本的是我下载别人的代码,链接在这里

http://files.cnblogs.com/erwin/yxyDES2_C_Edition.rar