实验二-DES加密算法

实验二DES加密算法实验目的：1.理解对称加密算法的原理和特点2.理解DES算法的加密原理实验原理：对称密钥机制即对称密钥体系，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平安的，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平安信道来发送密钥。对称密码体系的优点：加密效率高，硬件实现可达每秒数百兆字节〔件实现略慢一些〕。密钥相对较短。可以用来构造各种密钥机制。可以用来建造平安性更强的密码。缺点：通信双方都要保持密钥的秘密性。在大型网络中，每个人需持有许多密钥。为了平安，需要经常更换密钥。实验设备实验步骤：一、〔1〕本机进入“密码工具〞、“加密解密〞、“DES加密算法〞、“加密、解密〞页签，在明文输入区输入明文：51101160〔2〕在密钥窗口输入8〔64位〕个字符的密钥K=ab123456.单击“加密〞按钮，将密文导出到DES文件夹〔D：WorkEncryptionDES)中，通告同组主机获取密文，并将密钥K告诉同组主机。〔3〕单击“导入“按钮〞，从同组主机的DES共享文件夹中将密文导入，然后在密钥窗口输入被同组主机通告的密钥K，单击“解密〞按钮进行DES解密。〔4〕将破解后的明文与同组主机记录的明文比拟。二、DES算法本机进入“密码工具〞、“加密解密〞、“DES加密算法〞、“演示〞页签，向64位明文中输入8个字符〔8*8bit=64〕，向64位密钥中输入8个字符〔8*8bit=64〕。单击“加密〞按钮。完成加密操作，分别点击“初始设置〞、“密钥生成演示〞、“十六轮加密变换〞和“终结置换〞按钮，查看初始置换、密钥生成演示、十六轮加密变换和终结置换的详细加密操作流程。实验结果：图1图264位密钥：K=〔0110000101100010001100010011001000110011001101000011010100110110〕56位密钥：K1=〔00000000000000111111111111111001101011100000000000001100〕Ci=〔0000000000000011111111111111〕Di=〔1001101011100000000000001100〕Ci+1=〔0000000000000111111111111110〕Di+1=(0011010111000000000000011001)57494133251791585042342618102595143352757494133251791585042342618102595143352719113605244366355473931231576254463830221466153453729211352820124压缩矩阵2：14171124153281417112415328156211023191242681672720132415231374755304051453348444939563453464250362932图3Ci为图2的Ci+1，Di为图2的Di+1Ci+1=〔0000000000001111111111111100〕Di+1=〔0110101110000000000000110010〕子密钥=〔110100001010110010100110011101101010000000000100〕图4Ci+1=〔0000000000111111111111110000〕Di+1=〔1010111000000000000011001001〕子密钥=〔111100001010111000100110001000000010010111001010〕图5图6置换前=〔0011010100110001001100010011000000110001001100010011011000100000〕置换后=〔0000000011111111010000010011011100000000111111110000000001000000〕图7此图写出Li、Ri、Li+1、Ri+1、Ki的二进制矩阵。Li=〔00000000111111110100000100110111〕Ri=〔00000000111111110000000001000000〕Li+1=〔00000000111111110000000001000000〕Ki=〔110100001010110010101100011100000000000111000101〕图800FF0040的二进制=〔00000000111111110000000001000000〕扩展型换位矩阵12345123455678991011121312131415161716171819202120212223242524252627282928293031321Ri=(000000000001011111111110100000000000001000000000)Ki=(110100001010110010101100011100000000000111000101〕D08852F003C图9图10实验报告要求与排版字号：1．实验报告接着前面给出封皮两页〔本人信息封皮，教师打分封皮〕后，格式如下：实验目的、实验原理、实验设备、实验步骤、实验结果、实验分析、结论、实验总结与心得体会。心得体会不能缺失，而且要深入写，写出自己实验中克服的一些困难和难点，写出自己的心得。2．实验报告打印用A4〔21X29.7cm〕格式。标题用小二号黑体加粗，正文用四号宋体。行距为固定值20磅。页面上边距2.54cm，下边距2.54cm，左边距3cm，右边距2.2cm；3．报告双面打印，注意页码顺序，第一张纸正反两面是第1、2页，第二张纸是第3、4页，依此类推。页面左边订书钉。注意：1输入明文数据和密钥是一样的，都为本人的学号后8位。明文和密钥要求键盘输入8个字符，在系统里换算成asc码就变成16进制的16个字符〔譬如键盘字母3转换成asc码33，即00110011；键盘字母D转换成44，即01000100，具体转换asc码参考asc码表〕。2.实验内容按如下步骤和要求完成：〔1〕每一步骤都要有数据和截图，不允许跳跃数据。其中子密钥具体产生16步迭代可以只写出前三步，给出相应二进制矩阵，用到的转换矩阵也要写出〔每种矩阵写一次就行了，标明图的序号〕，然后直接跳到最后第16步，第16步给出截图和16进制即可，不用给出二进制矩阵。其中明文16步迭代