使用Java中的BigIntegers进行BitShifting
我正在使用BigIntegers在Java中实现DES加密。
我通过使用BigInteger.leftShift（int n）方法将Java二进制密钥与Java BigIntegers一起移位。 N（Kn）的关键取决于Kn-1的移位结果。 我得到的问题是，我在每个键生成后打印出结果，并且移位不是预期的输出。 密钥分为2 Cn和Dn（分别为左和右）。
我特意尝试这个：“要做左移，将每个位移到左边一个位置，除了第一个位，循环到块的末尾。”
根据转变，它似乎最终会对O进行攻击。 不知道如何纠正这个问题。
结果：
c0：11110101010100110011000011110
d0：11110001111001100110101010100
c1：111101010101001100110000111100
d1：111100011110011001101010101000
c2：11110101010100110011000011110000
d2：11110001111001100110101010100000
c3：1111010101010011001100001111000000
d3：1111000111100110011010101010000000
c4：111101010101001100110000111100000000
d4：111100011110011001101010101000000000
c5：11110101010100110011000011110000000000
d5：11110001111001100110101010100000000000
c6：1111010101010011001100001111000000000000
d6：1111000111100110011010101010000000000000
c7：111101010101001100110000111100000000000000
d7：111100011110011001101010101000000000000000
c8：1111010101010011001100001111000000000000000
d8：1111000111100110011010101010000000000000000
c9：111101010101001100110000111100000000000000000
d9：111100011110011001101010101000000000000000000
c10：11110101010100110011000011110000000000000000000
d10：11110001111001100110101010100000000000000000000
c11：1111010101010011001100001111000000000000000000000
d11：1111000111100110011010101010000000000000000000000
c12：111101010101001100110000111100000000000000000000000
d12：111100011110011001101010101000000000000000000000000
c13：11110101010100110011000011110000000000000000000000000
d13：111100011110011001101010101000000000000000000000000000000
c14：1111010101010011001100001111000000000000000000000000000
d14：1111000111100110011010101010000000000000000000000000000
c15：11110101010100110011000011110000000000000000000000000000
d15：111100011110011001101010101000000000000000000000000000000000
BigInteger实现了无限精度的整数，因此向左移动将继续向左添加零。 你需要一个旋转：
private static BigInteger rotateLeft(BigInteger bi) { BigInteger ret = bi.shiftLeft(1); if (ret.testBit(32)) { ret = ret.clearBit(32).setBit(0); } return ret; } 对于32位数字来说，这将是相当低效的，所以你也可以使用原语来旋转DES的28位数。 我不熟悉DES算法，所以我假设你需要BigInteger。
private static BigInteger rotateLeftPrimitive(BigInteger bi) { int value = bi.intValue(); return BigInteger.valueOf(((value << 1) & 0xffffffe) | ((value >>> 27) & 1)); }
看来你需要一个循环左移。 BigInteger.shiftLeft不是循环的。 你必须结合使用shiftLeft ， shiftRight and和，就像你使用int和<< 。
static BigInteger allOnes(int L) { return BigInteger.ZERO .setBit(L) .subtract(BigInteger.ONE); } static BigInteger cyclicLeftShift(BigInteger n, int L, int k) { return n.shiftLeft(k) .or(n.shiftRight(L - k)) .and(allOnes(L)); }
现在， cyclicLeftShift(n, L, k)向左返回n循环移位的k位，其中循环窗口为L
这是如何工作的如下：
_________L__________ / \ n : [ABCDE][FG...........] \__k__/\_____L-k_____/ n.shiftLeft(k) : [ABCDE][FG...........][00000] .or n.shiftRight(L - k) : [ABCDE] = [ABCDE][FG...........][ABCDE] _________L__________ .and / \ allOnes(L) : [111..............111] = [FG...........][ABCDE]
也可以看看
注意 ：如果你有一个固定的L ，你可以通过缓存allOnes(L)而不是每次都计算它来优化它。
解决更大的问题1）DES被破坏，除了使用遗留系统之外不应该用于其他任何事情，2）Sun JCE已经提供了一个实现（如BouncyCastle和其他加密提供者），以及3）实现任何加密算法是具有挑战性，你真的希望采用经过良好测试的生产用途。
如果这是一个课堂练习，我会使用byte []而不是BigInteger。 你需要手工做更多的事情，但它更接近DES的精神，因为它的设计很容易在硬件中实现。
我认为你使用位串实现DES的想法作为一种教育工具是合理的。 我建议你不要直接使用BigIntegers来表示这些位串，而是创建一个BitString类，它实现了项目所需的那些位串方法。 在BitString类中，您可以使用BigIntegers，但您可能会发现每个数组元素1位的简单int数组同样简单或容易，或者可能是链表。