实验报告1-20142201-张皓翔.doc

实验一、 DES 单步加密实验【实验目的】 1. 掌握 DES 算法的基本原理 2. 了解 DES 算法的详细步骤【实验环境】 1. 本试验需要密码教学实验系统的支持 2. 操作系统为 Windows 2000 或者 Windows XP 【实验预备知识点】什么是 DES 算法? DES 算法为密码体制中的对称密码体制, 明文按 64 位进行分组,密钥长 64 位,密钥事实上是 56 位参与 DES 运算(第 8、 16、 24、 32、 40、 48、 56、 64 位是校验位, 使得每个密钥都有奇数个 1 )分组后的明文组和 56 位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。【实验内容】 1. 掌握 DES 算法的原理及过程 2. 完成 DES 密钥扩展运算 3. 完成 DES 数据加密运算【实验步骤】 1. 打开“ DES 理论学习”,掌握 DES 算法的加解密原理; 2. 打开“ DES 算法流程”,开始 DES 单步加密实验; 3. 选择密钥输入为 ASCII 码或十六进制码模式,输入密钥;若为 ASCII 码模式,则输入 8 个字符的 ASCII 码; 若为十六进制码模式, 则输入 16 个字符的十六进制码(0~9,a~ f,A~F ); 4. 点击“比特流”按钮,将输入的密钥转化为 64 位比特流; 5. 点击“置换选择 I”按钮,完成置换选择 I 运算,得到 56bit 有效密钥位,并分为左右两部分,各 28bit ; 6. 点击 C0 下的“循环左移”按钮,对 C0 进行循环左移运算; 7. 点击 D0 下的“循环左移”按钮,对 D0 进行循环左移运算, 如图 1-1 ; 8. 点击“选择置换 II”按钮,得到扩展子密钥 K1 , 如图 1-2 ; 9. 进入第二部分——加密,选择加密输入为 ASCII 码或十六进制码模式,输入明文;若为 ASCII 码模式, 则输入 8 个字符的 ASCII 码; 若为十六进制码模式, 则输入 16 个字符的十六进制码( 0~9,a~f,A~F ); 10. 点击“比特流”按钮,将输入明文转化为 64 位比特流; 11. 点击“初始 IP 置换”按钮,将 64bit 明文进行 IP 置换运算, 得到左右两部分,各 32bit ; 12. 点击“选择运算 E”按钮,将右 32bit 扩展为 48bit ; 13. 点击“异或运算”按钮,将扩展的 48bit 与子密钥 K1 进行按位异或, 如图 1-3 ; 14. 依次点击“ S1”、“ S2”、“ S3”、“ S4”、“ S5”、“ S6”、“ S7”、“ S8”按钮, 对中间结果分组后进行 S 盒运算; 15. 点击“置换运算 P”按钮,对 S 盒运算结果进行 P 置换运算; 16. 点击“异或运算”按钮,将 P 置换运算结果与 L0 进行按位异或,得到 R1 ; 17. 点击“逆初始置换 IP_1 ”按钮,得到最终的加密结果, 如图 1-4 。 1-11-2 1-31-4 图1-1 DES 单步加密实验界面【实验思考题】 1. DES 算法中大量的置换运算的作用是什么? 保证在短时间内不被暴力破解 2. DES 算法中 S 盒变换的作用是什么? 把 48bit 数据变为 32bit 数据 2、 DES 算法实验【实验目的】 1. 掌握 D