实验二 DES加密算法.docx

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实验二DES加密算法

实验二DES加密算法

实验二DES加密算法

实验目的：

1.理解对称加密算法的原理和特点

2.理解DES算法的加密原理

实验原理：

一．对称密钥机制即对称密钥体系，也称为单钥密码体系和传统密码体系。

对称密码体系通常分为两大类，一类是分组密码（如DES、AES算法），另一类是序列密码（如RC4算法）。

对称密码体系加密和解密时所用的密钥是相同的或者是类似的，即由加密密钥可以很容易地推导出解密密钥，反之亦然。

同时在一个密码系统中，我们不能假定加密算法和解密算法是保密的，因此密钥必须保密。

发送信息的通道往往是不可靠的或者不安全的，所以在对称密码系统中，必须用不同于发送信息的另外一个安全信道来发送密钥。

对称密码体系的优点：

加密效率高，硬件实现可达每秒数百兆字节（件实现略慢一些）。

密钥相对较短。

可以用来构造各种密钥机制。

可以用来建造安全性更强的密码。

缺点：

通信双方都要保持密钥的秘密性。

在大型网络中，每个人需持有许多密钥。

为了安全，需要经常更换密钥。

实验设备

实验步骤：

一、

（1）本机进入“密码工具”、“加密解密”、“DES加密算法”、“加密、解密”页签，在明文输入区输入明文：

51101160

（2）在密钥窗口输入8（64位）个字符的密钥K=ab123456.

单击“加密”按钮，将密文导出到DES文件夹（D：

WorkEncryption

DES）中，通告同组主机获取密文，并将密钥K告诉同组主机。

（3）单击“导入“按钮”，从同组主机的DES共享文件夹中将密文导入，然后在密钥窗口输入被同组主机通告的密钥K，单击“解密”按钮进行DES解密。

（4）将破解后的明文与同组主机记录的明文比较。

二、DES算法

本机进入“密码工具”、“加密解密”、“DES加密算法”、“演示”页签，向64位明文中输入8个字符（8*8bit=64），向64位密钥中输入8个字符（8*8bit=64）。

单击“加密”按钮。

完成加密操作，分别点击“初始设置”、“密钥生成演示”、“十六轮加密变换”和“终结置换”按钮，查看初始置换、密钥生成演示、十六轮加密变换和终结置换的详细加密操作流程。

实验结果：

图1

图2

64位密钥：

K=（0110000101100010001100010011001000110011001101000011010100110110）

56位密钥：

K1=（00000000000000111111111111111001101011100000000000001100）

Ci=（0000000000000011111111111111）Di=（1001101011100000000000001100）

Ci+1=（0000000000000111111111111110）

Di+1=（0011010111000000000000011001）

压缩矩阵1:

压缩矩阵2：

图3

Ci为图2的Ci+1，Di为图2的Di+1

Ci+1=（0000000000001111111111111100）Di+1=（0110101110000000000000110010）

子密钥=（110100001010110010100110011101101010000000000100）

图4

Ci+1=（0000000000111111111111110000）Di+1=（1010111000000000000011001001）

子密钥=（111100001010111000100110001000000010010111001010）

图5

图6

置换前=（0011010100110001001100010011000000110001001100010011011000100000）

置换后=（0000000011111111010000010011011100000000111111110000000001000000）

图7

此图写出Li、Ri、Li+1、Ri+1、Ki的二进制矩阵。

Li=（00000000111111110100000100110111）Ri=（00000000111111110000000001000000）

Li+1=（00000000111111110000000001000000）

Ki=（110100001010110010101100011100000000000111000101）

图8

00FF0040的二进制=（00000000111111110000000001000000）

扩展型换位矩阵

Ri=（000000000001011111111110100000000000001000000000）

Ki=（110100001010110010101100011100000000000111000101）

D08852F003C5=（110100001000100001010010111100000000001111000101）

图9

图10

实验报告要求与排版字号：

1．实验报告接着前面给出封皮两页（本人信息封皮，教师打分封皮）后，格式如下：

实验目的、实验原理、实验设备、实验步骤、实验结果、实验分析、结论、实验总结与心得体会。

心得体会不能缺失，而且要深入写，写出自己实验中克服的一些困难和难点，写出自己的心得。

2．实验报告打印用A4（21X29.7cm）格式。

标题用小二号黑体加粗，正文用四号宋体。

行距为固定值20磅。

页面上边距2.54cm，下边距2.54cm，左边距3cm，右边距2.2cm；实验报告页码从正文页面起计算。

页码字号，选用小四号粗黑体并居中。

3．报告双面打印，注意页码顺序，第一张纸正反两面是第1、2页，第二张纸是第3、4页，依此类推。

页面左边订书钉。

注意：

1输入明文数据和密钥是一样的，都为本人的学号后8位。

明文和密钥要求键盘输入8个字符，在系统里换算成asc码就变成16进制的16个字符（譬如键盘字母3转换成asc码33，即00110011；键盘字母D转换成44，即01000100，具体转换asc码参考asc码表）。

2.实验内容按如下步骤和要求完成：

（1）每一步骤都要有数据和截图，不允许跳跃数据。

其中子密钥具体产生16步迭代可以只写出前三步，给出相应二进制矩阵，用到的转换矩阵也要写出（每种矩阵写一次就行了，标明图的序号），然后直接跳到最后第16步，第16步给出截图和16进制即可，不用给出二进制矩阵。

其中明文16步迭代只写出第一步的二进制矩阵和转换矩阵，加密算法F（Ri,Ki）也写出二进制矩阵和转换矩阵，s盒不用写。

然后直接跳到第16步，第16步给出截图和16进制即可，不用给出二进制矩阵。

（2）在每个步骤后面，都要有简要的针对该步骤的流程分析（流程图在软件截图就有，加上你的文字说明）。

3.杜绝内容雷同情况（即除了字体和字号不同，内容大部分相同）。

4.班级学习委员按照学号顺序收齐带到上课教室来。