des实验报告总结

1 / 11 des 实验报告总结 实验报告 课程名称 电子商务安全 实验项目名称实验二 DES加密算法班级与班级代码 07电商 1班 072511031 实验室名称 实验大楼 809 专 业 XX 电子商务 1 班 任课教师学 号：姓 名： 机器号码： 3 组 F 实验日期： 2016年 10 月 19 日 广东商学院教务处 制 姓名 汪 江 实验报告成绩 评语： 指导教师年 月 日 说明：指导教师评分后，实验报告交院办公室保存。 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和 AES算法的加密原理。 实验原理 DES是一种分组加密算法，所谓分组加密算法就是对一定大小的明文或密文来做加密或解密动作。而在 DES这个加密系统中，每次加密或解密的分组大小均为 64 位，所以DES 没有密文扩充的问题。对大于 64 位的明文只要按每 64位一组进行切割，而对小于 64位的明文只要在后面补“ 0”即可。 2 / 11 另一方面， DES 所用的加密或解密密钥也是 64 位大小，但因其中有 8 个 位是用来作奇偶校验的，所以 64 位中真正起密钥作用的只有 56 位，密钥过短也是 DES 最大的缺点。 DES 加密与解密所用的算法除了子密钥的顺序不同外，其他部分完全相同。 实验设备 Windows 虚拟机 CIS 工具箱 该实验使用加密解密工具。 实验步骤 step 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个字符实验结果。如图1 所示。 图 1 step 2：点击“密钥生成演示”，可以得到第一次迭代后的 64位密钥、 56 位密钥、 Ci、 Di、 Ci+1、 Di+1、子密钥。如图 2所示。 图 2 64位密钥的二进制矩阵如下： 56位压缩密钥的二进制矩阵如下： 3 / 11 Ci的二进制矩阵如下： Di 的二进制矩阵如下： Ci+1的二进制矩阵如下： Di+1 的二进制矩阵如下： 子密钥的二进制矩阵如下： 压缩矩阵 1 和压缩矩阵 2 的二进制矩阵如下： 南京信息工程大学实验报告 实验名称 实验日期 得分 指导教师 - 系计算机 专业 软件工程年 2016 班次 3 姓名唐一鑫 学号 24 一实验目的 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 二实验内容 第一阶段：初始置换 IP。在第一轮迭代之前，需要加密的 64位明文首先通过初始置换 IP 的作用，对输入分组实施置换。最后，按照置换顺序， DES将 64位的置换结果分为左右两部分，第 1 位到第 32 位记为 L0，第 33 位到第 64位记为 R0。 第二阶段： 16次迭代变换。 DES采用了典型的 Feistel结构，是一个乘积结构的迭代密码算法。其算法的核心是算法所规定的 16 次迭代变换。 DES 算法的 16 才迭代变换具有相同的结构，每一次迭代变换都以前一次迭代变换的结果和用户密钥扩展得到的子密钥 Ki 作为输入；每一次迭代变换4 / 11 只变换了一半数据，它们将输入数据的右半部分经过函数 f后将其输出，与输入数据的左半部分进行异或运算，并将得到的结果作为新的有半部分，原来的有半部分变成了新的左半部分。用下面的规则来表示这一过程 : Li = Ri-1; Ri = Li-1 f;在最后一轮左与右半部分并未变换，而是直接将R16 L16并在一起作为未置换的输入。 第三阶段：逆置换。 他是初始置换 IP 的逆置换，记为 IP-1。在对 16次迭代的结果再使用逆置换 IP-1 后，得到的结果即可作为 DES加密的密文 Y 输出，即 Y = IP-1 三流程图 &原理图 流程图 DES原理图 四实验结果 五实验总结 通过这次的实验 我知道了 des的基本原理 虽然 DES已经过时了，但是他的原理和思想并没有过时，学 号 DES 有助于学好当下比较流行的 AES 源程序： #include #include using namespace std; const static char IP64 =/初始置换 58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 2, 60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 4, 62, 54, 46, 38, 30, 22, 14, 6, 64, 56, 48, 40, 32, 24, 16, 8, 57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 1, 5 / 11 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 3, 61, 53, 45, 37, 29, 21, 13, 5, 63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7 ; const static char EP156 =/密钥置换 57, 49, 41, 33, 25, 17, 9,1, 58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 2, 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 3, 60, 52, 44, 36, 63, 55, 47, 39, 31, 23, 15,7, 62, 54, 46, 38, 30, 22, 14, 6, 61, 53, 45, 37, 29,21, 13, 5, 28, 20, 12, 4 ; const static char LOOP16 =/左移 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1 ; const static char EP248 =/选择子密钥 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 ; static const char EC48 =/放大换位 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 ; 6 / 11 const static char SBox8416 =/8个 S 盒 / S1 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, / 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, , , , 实验一的报告 DES简介 英文 Data Encryption Standard 1977 年美国国家标准局公布了 IBM 公司研制的一种数据加密算法 :数据加密标准。原定服役十年 ,由于在这期间，该加密标准没有受到真正的威胁， 20多年来一直活跃在国际保密通信的舞台上。近些年，随着计算机技术的提高，已经有了现实的威胁。 512 位的密钥已经能被破解，但是要花很多的时间，计算量非常大， 1024 位长度密钥至今没能被破解。 DES作为一种高速对称加密算法，仍然具有重要意义，7 / 11 特别是 DES和公钥系统结合组成混合密码系统。使 DES和公钥系统能够各自扬长避短，提高了加密系统的安全和效率。 DES的加密解密的通用流程图 对于 DES，其实就是一种分组密码的一种，即对称密钥加密算法，相信经过学习已经有了初步了解。那么可以通过其加密与解密的通用流程来进一步巩固所学知识 。如图 1 图 1 对称密钥加密算法流程图 想要深一步学习 DES，就要学会其算法结构。如图 2 明文 密文 图 2 DES算法结构图 公开密钥算法 收发双方使用不同密钥的密码，就叫非对称密码，下面从其加密解密的通用流程图作一个简单介绍。如 图 3 图 3 公开密钥算法通用流程图 公开密钥有两个重要特点：仅根据密码算法和加密密钥来确定解密密钥 在计算上不可行，两个密钥中的任何一个都可用来加密，另一个用来解密。公开密钥的加密解密过程如下： 1、 网路中的每个端系统都产生一对用于将接收到的报文进行加密和解密的 密钥。 8 / 11 2、每个系统都把公钥公布，私钥就自己保管。 3、如果甲想给乙发送一个报文，甲就用乙的公开密钥来加密报文。 4、乙收到报文就用自己的私钥解密。 对称密钥与公开密钥的区别与联系 必须保密，公钥可以公开，关于管理和发布对称加密比较复杂。对称密钥算法具有加密处理简单，加解密速度快，密钥较短，发展历史悠久等特点，非对称密钥算法具有加解密速度慢的特点，密钥尺寸大，发展历史较短等特点。加解密时采用的密钥的差异，对称密钥加解密使用的同一个密钥，或者能从加密密钥很容易推出解密密钥。 凯撒密码实验 明码表已经是 26个字母，是固定不变的，它的明文只能是字母，不可以是其他字符，否则不能生成密文。当选择随机密码表时，是不能 再填写 key。密文就不能像可以选择 key的情况来推算出来，密文的生成是不规则的，所以我觉得保密性更好。当忽略空格及其他字符时，无论明文怎样变化，密文都不变的。当不忽略空格及其他字符，明文中有数字、空格或其他字符，密文也有一样的变化。 DES实验结果的对比所得结论 DES 的两个主要弱点：密钥容量， 56 位不太可能提供足够的安全性。 S 9 / 11 盒子，可能隐含有陷井。还有 DES 的密钥长度 56位可能太小，迭代次数也可能太小。就这些弱点将会使 DES 存在不少保密风险。 DES的字 符串加密： 明文可以是任意字符串，我的明文是 aa， key是 7，加密时，输入密钥 1，密文可以选择以十六进制加密显示、以二进制加密显示或以原始字符显示，但解密 时，一定要选择密文以十六进制、二进制来解密，不可以选择原始字符来解密，因为原始密文有不可显示的字符，解密将不能得到正确结果。之后将明文清空，密文不动，再按解密键就可得原文。 明文是危思敏， key 是 2，当明文不变时，密钥 1是紧接的两个自然数字，从 0 开始，密文是固定不变的。就是说，我的明文是危思敏，无论我的密钥 ,是 2或 3， 密文都是一样的。 密钥 1与使用 3DES的密钥一样或相邻两个自然数字密钥时，所得密文结果是一样。 DES文件加密： 1、对测试原文 2 这个文件进行实验 key 5 加密：选择好源文件路径测试原文 2 这个文件、目的文件路径输入以加密 2 命名，当打开加密的文件，会显示10 / 11 乱码。 解密：选择源文件路径为加密后的文件，目的文件路径是输入以解密 2 文件为名，在按解密键就解密了，直接打开解密后的文件，内容没有变。 2、对个人信息原文进行实验 key 3 加密：原文路径选择个人信息原文，目的文件路径输入加密 1命名，当打开加密的文件，会显示乱码。 解密：原文路径选择以加密 1 命名的文件，目的文件路径输入以解密 1 为名的文件，在按解密键就解密了，直接打开解密后的文件，内容没有变。但在后面有一些乱码。是因为记事本格式的文件与 word文档不一样。 3、测试文件 5的文件内容与测试文件 4一样的 key 4 3DES 的密钥 3 解密后结果一样 总结加密解密方法、类型和各自特点 加密解密发法有分组密码： DES、 IDEA、 AES，公开密钥： RSA、 ELGAMAL、椭圆曲线加密等。 下面就从我熟悉的 DES、 RSA 作一个介绍。 DES的优点：密钥可以在一定时间内固定，不必每次变换，因此给密钥配发带来了方便。 DES的优点：存在一些弱密钥和半密钥；在明文、密11 / 11 文、密钥之间存在互补的特征；