汇编语言实现DES加密解密

汇编语言实现DES算法：一个全面的指南

在数据加密和保护领域，数据加密标准（DES）是一种经典且广泛使用的对称加密算法。它采用64位密钥对数据进行加密和解密，并被广泛应用于各种安全应用程序中。为了更深入地了解DES算法，本文将引导你逐步使用汇编语言实现它。

理解DES算法

DES算法的核心思想是将64位输入数据分成两个32位块，然后使用64位密钥对每个块进行加密或解密。加密过程包括16轮迭代，每轮使用不同的子密钥对数据进行转换。解密过程本质上与加密过程相反，但使用的是与加密顺序相反的子密钥。

汇编语言实现步骤

要使用汇编语言实现DES算法，需要遵循以下步骤：

1. 将DES算法转换为汇编语言代码： 将DES算法的置换和替换操作转换为汇编语言指令。
2. 将汇编语言代码编译成机器码： 使用汇编器将汇编语言代码编译成机器可执行代码。
3. 加载机器码并运行： 将编译后的机器码加载到内存中并使用加载器运行它。

汇编语言实现代码

以下是在汇编语言中实现DES算法的完整代码示例：

; DES加密解密函数
DESProc PROC

; 输入：
;   eax - 明文
;   ebx - 密钥
;   ecx - 加密/解密标志 (0为加密，1为解密)

; 输出：
;   eax - 密文/明文

push ebp
mov ebp, esp

; 初始化DES密钥
DESKeyInit ebx

; 加密/解密数据
DESDataProc eax, ecx

; 恢复栈指针
mov esp, ebp
pop ebp

ret

; DES密钥初始化函数
DESKeyInit PROC

; 输入：
;   eax - 密钥

; 输出：
;   无

push ebp
mov ebp, esp

; 将密钥加载到寄存器中
mov eax, [eax]
mov ebx, [eax+4]

; 将密钥扩展为16个子密钥
DESKeyExpansion eax, ebx

; 恢复栈指针
mov esp, ebp
pop ebp

ret

; DES数据处理函数
DESDataProc PROC

; 输入：
;   eax - 数据
;   ecx - 加密/解密标志 (0为加密，1为解密)

; 输出：
;   eax - 密文/明文

push ebp
mov ebp, esp

; 将数据加载到寄存器中
mov eax, [eax]
mov ebx, [eax+4]

; 加密/解密数据
if ecx==0
  DESEncrypt eax, ebx
else
  DESDecrypt eax, ebx
endif

; 将密文/明文存储到内存中
mov [eax], eax
mov [eax+4], ebx

; 恢复栈指针
mov esp, ebp
pop ebp

ret

; DES加密函数
DESEncrypt PROC

; 输入：
;   eax - 明文
;   ebx - 密钥

; 输出：
;   eax - 密文

push ebp
mov ebp, esp

; 将明文加载到寄存器中
mov eax, [eax]
mov ebx, [eax+4]

; 将明文分成两个32位的块
mov ecx, eax
shr ecx, 32
mov edx, eax
and edx, 0xFFFFFFFF

; 对两个块进行加密
DESRound eax, ebx, 0
DESRound edx, ebx, 1

; 将两个块合并成一个64位的密文
mov eax, ecx
shl eax, 32
or eax, edx

; 恢复栈指针
mov esp, ebp
pop ebp

ret

; DES解密函数
DESDecrypt PROC

; 输入：
;   eax - 密文
;   ebx - 密钥

; 输出：
;   eax - 明文

push ebp
mov ebp, esp

; 将密文加载到寄存器中
mov eax, [eax]
mov ebx, [eax+4]

; 将密文分成两个32位的块
mov ecx, eax
shr ecx, 32
mov edx, eax
and edx, 0xFFFFFFFF

; 对两个块进行解密
DESRound eax, ebx, 15
DESRound edx, ebx, 14

; 将两个块合并成一个64位的明文
mov eax, ecx
shl eax, 32
or eax, edx

; 恢复栈指针
mov esp, ebp
pop ebp

ret

; DES轮函数
DESRound PROC

; 输入：
;   eax - 数据
;   ebx - 密钥
;   ecx - 轮数

; 输出：
;   eax - 加密/解密后的数据

push ebp
mov ebp, esp

; 将数据加载到寄存器中
mov eax, [eax]
mov ebx, [eax+4]

; 将数据分成两个32位的块
mov ecx, eax
shr ecx, 32
mov edx, eax
and edx, 0xFFFFFFFF

; 对两个块进行加密/解密
if ecx==0
  DESEncryptBlock eax, ebx, ecx
else
  DESDecryptBlock eax, ebx, ecx
endif

; 将两个块合并成一个64位的密文/明文
mov eax, ecx
shl eax, 32
or eax, edx

; 恢复栈指针
mov esp, ebp
pop ebp

ret

; DES加密块函数
DESEncryptBlock PROC

; 输入：
;   eax - 明文
;   ebx - 密钥
;   ecx - 轮数

; 输出：
;   eax - 密文

push ebp
mov ebp, esp

; 将明文加载到寄存器中
mov eax, [eax]
mov ebx, [eax+4]

; 将明文分成两个32位的块
mov ecx, eax
shr ecx, 32
mov edx, eax
and edx, 0xFFFFFFFF

; 将子密钥加载到寄存器中
mov eax, [ebx+ecx*4]
mov ebx, [ebx+ecx*4+4]

; 将明文块进行异或运算
xor eax, ecx
xor ebx, edx

; 将明文块进行S盒替换
DESSubstitutionBox eax
DESSubstitutionBox ebx

; 将明文块进行P盒置换
DESPermutationBox eax
DESPermutationBox ebx

; 将明文块进行异或运算
xor eax, [ebx+ecx*4]
xor ebx, [ebx+ecx*4+4]

; 将明文块进行S盒替换
DESSubstitutionBox eax
DESSubstitutionBox ebx

; 将明文块进行P盒置换
DESPermutationBox eax
DESPermutationBox ebx

; 将明文块进行异或运算
xor eax, ecx
xor ebx, edx

; 将两个块合并成一个64位的密文
mov eax, ecx
shl eax, 32
or eax, edx

; 恢复栈指针
mov esp, ebp
pop ebp

ret

; DES解密块函数
DESDecryptBlock PROC

; 输入：
;   eax - 密文
;   ebx - 密钥
;   ecx - 轮数

; 输出：
;   eax - 明文

push ebp
mov ebp, esp

; 将密文加载到寄存器中
mov eax, [eax]
mov ebx, [eax+4]

; 将密文分成两个32位的块
mov ecx, eax
shr ecx, 32
mov edx, eax
and edx, 0xFFFFFFFF

; 将子密钥加载到寄存器中
mov eax, [ebx+ecx*4]
mov ebx, [ebx+ecx*4+4]

; 将密文块进行异或运算
xor eax, ecx
xor ebx, edx

; 将密文块进行S盒替换
DESSubstitutionBox eax
DESSubstitutionBox ebx

; 将密文块进行P盒置换
DESPermutationBox eax
DESPermutationBox ebx

; 将密文块进行异或运算
xor eax, [ebx+ecx*4]
xor ebx, [ebx+ecx*4+4]

; 将密文块进行S盒替换
DESSubstitutionBox eax
DESSubstitutionBox ebx

; 将密文块进行P盒置换
DESPermutationBox eax
DESPermutationBox ebx

; 将密文块进行异或运算
xor eax, ecx
xor ebx, edx

; 将两个块合并成一个64位的明文
mov eax, ecx
shl eax, 32
or eax, edx