DES加密算法的简单实现实验报告

苏州科技学院苏州科技学院电子与信息工程电子与信息工程学院学院 实实 验验 报报 告告 实验一实验一 实验 课程名称 实验 课程名称 信息信息安全技术安全技术 实验名称实验名称 DES 加密算法的简单实现加密算法的简单实现 实实 验验 报报 告告 一 实验室名称 一 实验室名称 电子学院电子学院 213213 机房机房 二 实验项目名称 二 实验项目名称 DES 加密算法的简单实现 三 实验学时 三 实验学时 2 学时 四 实验原理 四 实验原理 DESDES 的描述的描述 DES 是一种分组加密算法 他以 64 位为分组对数据加密 64 位一组的明文 从算法的一端 输入 64 位的密文从另一端输出 DES 是一个对称算法 加密和 解密用的是同一个算法 除密钥编排不同以外 密钥的长度为 56 位 密钥通常表示为 64 位的数 但每个第 8 位都用作奇偶 检验 可以忽略 密钥可以是任意的 56 位数 且可以在任意的时候改变 DES 算法的入口参数有 3 个 Key Data Mode 其中 Key 为 8 个字节共 64 位 是 DES 算法 的工作密钥 Data 也为 8 个字节 64 位 是要被加密或解密的 数据 Mode 为 DES 的工作方式 有两种 加密或解密 DES 算法的工作过程 若 Mode 为加密 则用 Key 对数据 Data 进行加密 生成 Data 的密码 形式 64 位 作为 DES 的输出结果 若 Mode 为解密 则用 Key 对密码形式的数据 Data 解密 还 原为 Data 的明码形式 64 位 作为 DES 的输出结果 DESDES 算法详述算法详述 DES 算法把 64 位的明文输入块变为 64 位的密文输出块 他所使用的密钥 也是 64 位 DES 对 64 位的明文分组进行操作 通过一个初始置换 将明文分 组分成左半部分和右半部分 各 32 位长 然后进行 16 轮相同的运算 这些相 同的运算被称为函数 f 在运算过程中数据和密钥相结合 经过 16 轮运算后左 右部分在一起经过一个置换 初始置换的逆置换 这样算法就完成了 1 初始置换 其功能是把输入的 64 位数据块按位重新组合 并把输出分为 L0 R0 两部 分 每部分各长 32 位 即将输入的第 58 位换到第 1 位 第 50 位换到第 2 位 依次类推 最 后一位是原来的第 7 位 L0 R0 则是换位输出后的两部分 L0 是输出的左 32 位 R0 是右 32 位 2 逆置换 经过 16 次迭代运算后 得到 L16 R16 将此作为输入进行逆置换 即得 到密文输出 逆置换正好是初始置换的逆运算 例如 第 1 位经过初始置换后 处于第 40 位 而通过逆置 换 又将第 40 位换回到第 1 位 3 函数 f Ri Ki 的计算 扩展置换 是将 32 位放大成 48 位 P 盒置换 是 32 位到 32 位换位 在 Ri Ki 算法描述图中 选择函数功能是把 6 b 数据变为 4 b 数据 4 子密钥 Ki 48 b 的生成算法 开始 由于不考虑每个字节的第 8 位 DES 的密钥从 64 位变为 48 位 如 表 6 所示 首先 56 位 密钥被分成两个部分 每部分 28 位 然后根据轮数 两 部分分别循环左移 l 或 2 位 DES 算法规定 其中第 8 16 64 位是奇偶校验位 不参与 DES 运算 故 Key 实际可用 位数只有 56 位 即 经过密钥置换表的变换后 Key 的位数 由 64 位变成了 56 位 此 56 位分为 C 0 D0 两部分 各 28 位 然后分别进行 第一次循环左移 得到 C1 D1 将 C1 28 位 D1 28 位 合并得到 56 位 再 经过压缩置换 从而便得到了密钥 K0 48 位 依次类推 便可得到 K1 K 2 K15 需要注意的是 16 次循环左移对应的左移位数要依据表 7 所示的 规则进行 以上介绍了 DES 算法的加密过程 DES 算法的解密过程是一样的 区别仅 在于第一次迭代时用子密钥 K15 第二次是 K14 最后一次用 K0 算法本 身并没有任何变化 五 实验目的 五 实验目的 目的 实现 DES 算法算法并掌握其原理 六 实验内容 六 实验内容 a 熟悉 DES 算法的基本原理 b 依据所算则的算法 编程实现该该算法 c 执行程序并分析结果 七 实验器材 设备 元器件 七 实验器材 设备 元器件 PC 微机一台 八 实验步骤 八 实验步骤 a 选择并熟悉一种密码算法 b 编写概要设计 详细设计报告 c 使用 visual c 工具 编码 d 调试及测试 9 9 实验数据及结果分析 实验数据及结果分析 明文差一位 密钥相同 比较密文差异 密钥 12345678 明文 12345678 密文 96D0028878D58C89 明文 12345679 密文 4112EF16D979F608 test txt 明文 12345678 test2 txt 密钥 12345679 程序执行成功后 test3 txt 密钥 12345678 十 实验结论 十 实验结论 如图所示 DES 算法正确运行 十一 总结及心得体会 十一 总结及心得体会 通过本次实验 我对 DES 算法的加密解密原理有了一