2023年DES加密算法的简单实现实验报告

苏州科技学院电子与信息工程学院实验报告实验一（实验)课程名称信息安全技术实验名称DＥS加密算法的简朴实现实验报告一、实验室名称：电子学院213机房二、实验项目名称:DＥS加密算法的简朴实现三、实验学时:２学时四、实验原理：ＤES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(密钥通常表达为6４位的数,但每个第8位都用作奇偶检查，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。DES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，将明文分组提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。通过1６轮运算后左、右部分在一起通过一个置换（初始置换的逆置换)，这样算法就完毕了。(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,最后一位是本来的第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）逆置换通过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位通过初始置换后,处在第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6b数据变为４b数据。(4）子密钥Ki(4８b)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,一方面56位密钥被提成两个部分，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:通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C0,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,再通过压缩置换，从而便得到了密钥K０(4８位)。依次类推，便可得到Ｋ1，K２,…，Ｋ15。需要注意的是，16次循环左移相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算法的解密过程是同样的，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,算法自身并没有任何变化。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:熟悉DEＳ算法的基本原理；依据所算则的算法，编程实现该该算法；执行程序并分析结果；七、实验器材（设备、元器件）：PC微机一台八、实验环节:选择并熟悉一种密码算法。编写概要设计，具体设计报告使用vｉsualｃ++工具，编码．调试及测试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4112ＥＦ16D979F6０8teｓt．tｘt:明文12345６78test2.txt:密钥12３456７9程序执行成功后tｅst３.txt:密钥1234５６７8十、实验结论:如图所示,DES算法对的运营。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定的了解,熟悉了用ＤES算法对字符串和对文献进行加密。DＥS算法比较复杂,做加密解密实验时用DES算法来做难度有点大,一开始我还不太能理解。以后可以写个简朴点的算法来实现。