實現PROXY穿越（4）：DES演算法之二

　　最近忙，事比較多，活多了，還要降薪，唉。沒什麼時間看書，將以前的一些技術blog也移到這裡。NTLM在去年年底和今年年初研究過一陣子，寫了總結和
例子程式。裡面涉及很多演算法，在網上查了很久。（下面是以前的部落格）最近想實現一個通過PROXY穿越的網路編程，將相關的內容進行一下匯總。很多東西來
自網路共產主義，也應該為共產主義有所回饋。介紹DES演算法之二的實現。

 

步驟二：16次計算（16 interations)

　　
在步驟一中，我們擷取了64bits的s，以及56bits的key。s分為2個32bit的序列，分布成為L和R，根據第一步計算，我們有了L0、R0，以及K0，進行如下的操作：L1=R0

R1=L0 XOR F(R0,K1)

　　
我們得到了新的L1和R1，重複操作，直至得到L16和R16，操作公式為：Li = R i-1

Ri = L i-1 XOR F(Ri-1,Ki)

A：Ki的擷取

　　在這個過程中，我們每次運算的操作需要得到新的ki進行參與。下面將介紹如何從K0依次16個擷取Ki（K1-K16)。K0是一個56bits的資料，我們將其存貯56個位元組的key數組中。這56個位元均分為2組，第一組0－27，第二組28－55。
　　
左移位移量：
　　
　　
1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2,
2, 2, 2, 2, 2, 1
　　
對於Ki，從左移位移量選擇對應的位移量，例如K1＝1，K4＝2。將兩組28位的位元分別左移指定的便宜量。例如對於K1，經過左移後，第一組為
1－27，0，第二組為29－55，28。得到一個新的56位元的資料，請保留這個新的序列，記做K1',這個資料根據下面進行序列重排：
    |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|

　　
經過重新排序後，我們得到48位元的資料，這個就是K1。由此我們獲得了第一個參與運算的K1。
　　
對於Ki，將Ki-1'，例如計算K2，將上次我們得到的K1'，分為兩組，進行相應的左移操作，得到Ki’，例如計算K2是，我們將K1’分為兩組，每組左移1為，得到K2’，將Ki’進行同樣排序，得到Ki。
　　
通過這樣的操作，我們依次得到16個Ki，代碼如下：

static int key_offset[] = {1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 2,
2, 2, 2, 1};

static int ip_key[] ={

  
 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};

//左移操作

static void getkey(IN OUT unsigned char * key,int offset){

    unsigned
char temp[28];

   
memcpy(temp,key + offset,28-offset);

    memcpy(temp
+ 28 - offset, key , offset);

   
memcpy(key,temp,28);

   
memcpy(temp,key + 28 + offset,28-offset);

    memcpy(temp
+ 28 - offset, key + 28 , offset);

    memcpy(key +
28,temp,28);

}

void algorithm_des(IN unsigned char * src, IN unsigned char *
secrect,

                  
OUT unsigned char * dst){
   
......

   
//步驟二：

   
//擷取原始的L0和R0

   
memcpy(L,s,32);

   
memcpy(R,s+32,32);

   

   
//進行16次計算

    for(i = 0; i
< 16 ; i++){

   
    //擷取Ki'仍然放置在key中

   
    getkey(key,key_offset[i]);

   
    //擷取Ki,放置在K中

   
    initail_permutation(key,ip_key,48,K);

    }

}

B：F計算

　　我們已經有R0，對於每次計算Ri，都將有Ri-1，根據A的步驟，我們已經有了K1，對於每次計算，我們也有Ki。在這個步驟中，我們將實現F（Ri-1，Ki）。

step B.1：

　　
對於Ri-1進行序列交換，產生一個48位元的資料，排序方式如下：
  

| 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 |

　　
這組48位元的資料和Ki進行異或（XOR），得到一組新的48bite的資料，我們暫時記做E.

step B.2: S
box的運算

　　48位元的資料均分為8份，每份6位元，我們分別根據S-box的變換，每份產生4位元的資料，產生一個32bite的資料。

1、從6位元的資料中擷取一個行號m和一個列號n。

　　m＝b0b5，n＝b1b2b3b4

　　例如6位元的資料為100101，則m=11(3)，n=0010(2)

2、根據行號和列號，在S-box的序列中，查到相應的數值。48位元分為8組，每組查詢的S-box是不一樣的，分別為S1, S2,
S3, S4, S5, S6, S7，S8具體如下：
S1：   0列 1列 2列 3列 4列 5列 6列 7列 8列
9列 A列 B列 C列 D列 E列 F列

0行    14 
4   13 
1  
2   15 
11  8  
3   10 
6   12 
5  
9  
0   7

1行    0  
15  7  
4   14 
2   13  1
  10  6  
12  11  9   5
  3   8

2行   
4   1  
14  8  
13  6   2  
11  15  12  9
  7   3  
10  5   0

3行    15 
12  8  
2   4   9
  1   7  
5   11  3
  14  10 
0   6   13

S2：

    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

S3：

    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

S4

    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

S5

    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

S6

    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

S7

    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

S8

    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

　　我們仍以100101為例子，假設它的第一組6位元，得到m＝3，n＝2，我們查詢S1，在第3行，第2列中查得8，將其翻譯為二進位，則轉換為4位元
的資料1000，這樣我們得到了新的第一組4位元，如此類推，我們得到了8組4位元的資料，按順序組合成一個32位元的資料，暫時記為E'。

stepＢ.3:更換順序

將32位元的E’根據下面進行序列更換，得到新的32位元據。
   |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|

至此我們完成了F運算。

C：獲得新的Ri和Li

這步驟比較簡單，如下

Li = R i-1

Ri = L i-1 XOR F(Ri-1,Ki)

D：重複16次計算，得到L16和R16

static int ip_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};

static int ip_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};

static unsigned char s1[64] = {

    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 };

static unsigned char s2[64] = {

    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 };

static unsigned char s3[64] = {

    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 };

static unsigned char s4[64] = {

    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 };

static unsigned char s5[64] = {

    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 };

static unsigned char s6[64] = {

    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 };

static unsigned char s7[64] = {

    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 };

static unsigned char s8[64] = {

    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 };

static void s_box_function(IN unsigned char * data,IN unsigned char
* sbox,

                          
OUT unsigned char * dst){

    int m =
data[0] * 2 + data[5];

    int n =
data[1] * 8 + data[2] * 4 + data[3] * 2 + data[4];

    unsigned
char c = sbox[m* 16 + n];

    if(c
>= 8){

   
    dst[0] =
1;

   
    c =
c-8;

    }else{

   
    dst[0] =
0;

    }

    if(c
>= 4){

   
    dst[1] =
1;

   
    c =
c-4;

    }else{

   
    dst[1] =
0;

    }

    if(c
>= 2){

   
    dst[2] =
1;

   
    c =
c-2;

    }else{

   
    dst[2] =
0;

    }

    dst[3] =
c;

}

void algorithm_des(IN unsigned char * src, IN unsigned char *
secrect,

                  
OUT unsigned char * dst){
   
......

   
//步驟二：

   
//擷取原始的L0和R0

   
memcpy(L,s,32);

   
memcpy(R,s+32,32);

   

   
//進行16次計算

    for(i = 0; i
< 16 ; i++){

   
    //擷取Ki

   
   
getkey(key,key_offset[i]);

   
   
initail_permutation(key,ip_key,48,K);

   
    //F計算

   
   
initail_permutation(R,ip_e,48,E);

   
   
xorbit(E,K,48,E);

   
   
s_box_function(E,s1,E);

   
   
s_box_function(E + 6,s2,E + 4);

   
   
s_box_function(E + 12,s3,E + 8);

   
   
s_box_function(E + 18,s4,E + 12);

   
   
s_box_function(E + 24,s5,E + 16);

   
   
s_box_function(E + 30,s6,E + 20);

   
   
s_box_function(E + 36,s7,E + 24);

   
   
s_box_function(E + 42,s8,E + 28);

   
   
initail_permutation(E,ip_p,32,E);

       
//更換序列

   
   
xorbit(E,L,32,E);

   
   
memcpy(L,R,32);

   
   
memcpy(R,E,32);

    }

}

相關連結：我的網路通訊相關文章

NTLM的實現：

• 實現PROXY穿越（16）：NTLM的PROXY穿越

• 實現PROXY穿越（15）：NTLM Session Security

• 實現PROXY穿越（14）：NTLM type3 Message
• 實現PROXY穿越（13）：NTLM type2 Message
• 實現PROXY穿越（12）：NTLM type1 Message
• 實現PROXY穿越（11）：NTLMv2 session response
• 實現PROXY穿越（10）：NTLMv2 response
• 實現PROXY穿越（9）：NTLMv1 response
• 實現PROXY穿越（8）：NT-Hash的實現
• 實現PROXY穿越（7）：MD4和MD5
• 實現PROXY穿越（6）：LM-Hash的實現
• 實現PROXY穿越（5）：DES演算法之三
• 實現PROXY穿越（4）：DES演算法之二
• 實現PROXY穿越（3）：DES演算法之一
• 實現PROXY穿越（2）：Base64演算法
• 實現PROXY穿越（1）：流程和NTLM演算法