《应用密码学》-林振荣-南昌大学本科课程实验(实训)指导大纲

1、应用密码学实验（实训指导大纲课程编号：z6110b0043课程性质：专业主干课适用专业：计算机科学与技术、网络工程实验学时：16课时实验教材：现代密码学,杨波，清华大学出版社，2015-02-01, 3, 9787302373773实验成绩评价方法：可执行代码 实验（实训）内容：现代密码学实验一 des算法实验（一一、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、实验原理对称密钥加密机制即对称密码体系，也称为单钥密码体系和传统密码体系。对称密码体 系通常分为两大类，一类是分组密码（如des、aes算法），另一类是序列密码（如rc4 算法）。对称密码体系加密和解密时

2、所用的密钥是相同的或者是类似的，即由加密密钥可以很容 易地推导出解密密钥，反之亦然。同吋在一个密码系统中，我们不能假定加密算法和解密算 法是保密的，因此密钥必须保密。发送信息的通道往往是不可靠的或者不安全的，所以在対 称密码系统中，必须用不同于发送信息的另外一个安全信道來发送密钥。三、实验内容与步骤（一）des加密解密【步骤1】本机进入“密码工具”丨“加密解密”丨“des加密算法”丨“加密/解密” 页签，在明文输入区输入明文：。【步骤2】在密钥窗口输入8 （64位）个字符的密钥k,密钥k二o单击“加密”按钮，将密文导出到des文件夹（d:workencryptiondes）中，通告同组主机获収

3、密文， 并将密钥k告诉同组主机。【步骤3单击“导入”按钮，从同组主机的的des共享文件夹屮将密文导入，然后 在密钥窗口输入被同组主机通告的密钥k,点击“解密”按钮进行des解密。【步骤4】将破解后的明文与同组主机记录的明文比较。实验二 des算法实验（二一、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、实验原理对称密钥加密机制即对称密码体系，也称为单钥密码体系和传统密码体系。对称密码体 系通常分为两大类，一类是分组密码（如des、aes算法），另一类是序列密码（如rc4 算法）。对称密码体系加密和解密时所用的密钥是相同的或者是类似的，即由加密密钥可以很容 易地推导

4、出解密密钥，反之亦然。同时在一个密码系统中，我们不能假定加密算法和解密算 法是保密的，因此密钥必须保密。发送信息的通道往往是不可靠的或者不安全的，所以在对 称密码系统中，必须用不同于发送信息的另外一个安全信道来发送密钥。三、实验内容与步骤（一）des算法【步骤1】进入“密码工具"i “加密解密"i “des加密算法” i “演示”页签。输入64位明 文与密钥，执行加密操作，查看各演示模块。【步骤2】在des加密算法中，s盒代替是最重要的部分，与其它代替比较起来，它提 供了更好的安全性。因此，掌握s盒代替是掌握des算法的关键。【步骤31由于加密软件与加密硕件本身的特点有很大

5、的差异，所以在实现des加密 算法时，加密软件与加密硬件采用的不同的策略。加密硬件一般采取标准的des加密算法 实现，高加密效率是加密硬件的主要特点。实验三aes算法实验一、实验目的1. 深刻掌握aes算法的运行原理；掌握对称密码工作模式；2. 编程实现simplified-aes算法加密过程。二、实验原理aes算法属于分组密码算法，它的输入分组、输出分组以及k为128,192咸256比特。 用nk=4,6,8代表密钥串的字数（1字二32比特）用nr表示对一个数据分组加密的论数，每 一轮读需要一个和输入分组具有相同长度（128比特）的扩展密钥ke的参与。三、实验内容与步骤本练习主机a、b为一组

6、，c、d为一组，e、f为一组。首先使用“快照x”恢复windows系统坏境。（一）aes算法【步骤1】观察aes算法流程：1. 阅读simplelses平台对称密码基本加密实验模块中关于aes算法的实验原理和 实验步骤；2. 观看aes动画演示，掌握aes算法基本流程；3. 查看aes轮密钥生成过程；4. aes扩展实验，学握aes算法中涉及的4种变换。【步骤2】对称密码工作模式实验：1. 打开simplelses平台中的”对称密码工作模式实验”，阅读实验原理及实验步骤2. 在该模块的实验实施部分，比较各种填充方式和工作模式的不同；3. 描述iso 9797m2填充方式的工作方式。【步骤3】s

7、implified-aes实现实验四rsa算法实验一、实验目的1. 了解非对称加密机制2. 理解rsa算法的加密原理二、实验原理rsa加密算法利用了数论领域的一个事实，那就是虽然把两个大质数相乘生成一个合 数是件十分容易的事情，但要把一个合数分解为两个质数的乘积却十分困难。合数分解问题 目前仍然是数学领域尚未解决的一大难题，至今没有任何高效的分解方法。它无须收发双方 同时参与加密过程，既可以用于保密也可以用于签名，因而非常适合于电子邮件系统的加密, 互连网和信用卡安全系统。三、实验内容与步骤本练习主机a、b为一组，c、d为一组，e、f为一组。首先使用“快照x”恢复windows系统环境。(一)

8、rsa加密解密【步骤1】本机在生成公钥区输入素数p和素数q,这里要求p和q不能相等，并且p与 q的乘积也不能小于127,记录你输入的素数，p= ,q=。【步骤2】点击“私钥d”的下拉按钮，选择私钥d,并记录这个私钥用于解密，d= o【步骤3】点击“生成公钥”按钮生成公钥，记录下公钥e二, n=。将自己的公钥通告给同组主机。【步骤4】本机进入“加密”页签，在“公钥e部分”和“公钥n部分”输入同组主机的公钥, 在明文输入区输入明文：。单击“加密”按钮对明文进行加密，单击“导出”按钮将密文导岀到rsa共享文件夹 (d:workencryptionrsa)中，通告同组主机获取密文。【步骤5】进入“解密

9、”页签，单击“导入”按钮，从同组主机的rsa共亨文件夹中将密文 导入,在“私钥d部分”和“私钥n部分”输入自己的私钥，点击“解密”按钮进行rsa解密。【步骤6将破解后的明文与同组主机记录的明文比较。实验五md5算法实验一、实验目的l编写md5算法。2.了解算法工作过程。二、实验原理md5是一个不可逆的算法，是单向的，通常用于签名验证和一些不需要还原原文的算 法，这种算法加密后就不能还原回原文，这种算法还原回原文有无穷种原文，所以理论上是 不可能被还原的。三、实验内容与步骤【步骤1】本机进入“工具箱”丨“加密解密”丨“md5哈希函数” i “生成摘要” 页签，在明文框中编辑文本内容：南昌大学生运动会。单击“生成摘要”按钮，生成文本摘要：b5c7082alc4c9c376c6f604c9056fel2。 单击“导出”按钮，将摘要导出到md5共享文件夹(d:workencryptionmd5)中, 并通告同组主机获取摘要。【步骤2】单击“导入摘