密码学课程设计实验报告.doc

密码学课程设计实验报告.doc华中科技大学
密码学课程设计实验报告
院系:计算机科学与技术
专业: 信息安全
班级: 0803
指导老师:
姓名:
学号: u200814139
2011年2月27日
目录
密码学课程设计报告 3
1. 引论……………………………………………………………………………………………3
2. DES 3
3
DES的实现 9
9
3. 弱密钥的检测 11
11
11
11
12
4. 总结 12
12
一、引论
当今社会是信息化的社会。为了适应社会对计算机数据安全保密越来越高的要求,美国国家标准局(NBS)于1997年公布了一个由IBM公司研制的一种加密算法,并且确定为非机要部门使用的数据加密标准,简称DES(Data Encrypton Standard)。自公布之日起,DES算法作为国际上商用保密通信和计算机通信的最常用算法,一直活跃在国际保密通信的舞台上,扮演了十分突出的角色。
二、DES
、原理
、DES算法加密过程
对DES算法加密过程图示的说明如下:待加密的64比特明文串m,经过IP置换后,得到的比特串的下标列表如下:
IP
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
59
51
43
35
27
19
11
3
61
53
45
37
29
21
13
5
63
55
47
39
31
23
15
7
该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1(子密钥的生成将在后面讲)经过变换f(R0,K1)(f变换将在下面讲)输出32位的比特串f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。运算规则为:
f1与L0做不进位的二进制加法运算后的结果赋给R1,R0则原封不动的赋给L1。L1与R0又做与以上完全相同的运算,生成L2,R2……一共经过16次运算。最后生成R16和L16。其中R16为L15与f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果,L16是R15的直接赋值。
R16与L16合并成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16与L16合并后成的比特串,经过置换IP-1后所得比特串的下标列表如下:
IP-1
40
8
48
16
56
24
64
32
39
7
47
15
55
23
63
31
38
6
46
14
54
22
62
30
37
5
45
13
53
21
61
29
36
4
44
12
52
20
60
28
35
3
43
11
51
19
59
27
34
2
42
10
50
18
58
26
33
1
41
9
49
17
57
25
经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e.。
下面再讲一下变换f(Ri-1,Ki)。
它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图所示:
对f变换说明如下:输入Ri-1(32比特)经过变换E后,膨胀为48比特。膨胀后的比特串的下标列表如下:
E:
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
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24
25
26
27
28
29
28
29
30
31
32
31
膨胀后的比特串分为8组,每组6比特。各组经过各自的S盒后,又变为4比特(具体过程见后),合并后又成为32比特。该32比特经过P变换后,其下标列表如下:
P:
16
7
20
21
29
12
28
17
1
15
23
26
5
18
31
10
2
8
24
14
32
27
3
9
19
13
30
6
22
11
4
25
经过P变换后输出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。
下面再讲一下S盒的变换过程。任取一S盒。见图:
在其输入b1,b2,b3,b4,b5,b6中,计算出x=b1