实验二、密码学基本算法的实现(二) 2
现代密码学实验报告
现代密码学实验报告学生姓名学号专业班级指导教师学院完成时间实验一对称密码算法实验[实验目的]1.掌握密码学中经典的对称密码算法DES、AES、RC4的算法原理。
2.掌握DES、AES、RC4的算法流程和实现方法。
[实验内容]1. 分析DES、AES、RC4、SHA的实现过程。
2. 用程序设计语言将算法过程编程实现。
3. 完成字符串数据的加密运算和解密运算输入明文:Idolikethisbook输入密钥:cryption[实验步骤]一、DES算法1、DES算法及原理DES算法为密码体制中的对称密码体制,又被称为美国数据加密标准,是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制加密算法。
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。
2、DES算法加解密过程(1) DES算法加密过程如下:a.初始置换。
DES的第一阶段包括64位分组的置换,改变每个分组中位的顺序。
术语置换使用其严格的数学意义;只改变了顺序。
这64位数据现在被分成两半:L0(左半部分)和R0(右半部分)。
下标0说明是原始的数据。
在DES算法第二阶段的每次循环后,这些下标加1。
b.循环移位(16次)一种根据密钥,并且依赖于表格的算法。
这种操作通常被称为数据移位。
这个算法要重复16次,但由于每次移位都使用密钥的不同子分组,因此每次移位的操作各不相同。
密钥的子分组由另一组表格和表格的移位算法来确定。
在每次循环以后,L(左半部分)和R(右半部分)的下标依次加一。
第16次循环的结果被称为预输出。
c.逆置换DES的最后一个阶段包括64位分组的置换,改变每个分组中位的顺序,这与第1阶段的操作类似。
这次置换的输出结果就是密文。
(2)解密过程DES的解密过程和加密过程相同,只是在解密过程中将子密钥的使用顺序颠倒。
密码学案例实验报告书
一、实验背景随着信息技术的飞速发展,信息安全问题日益突出。
密码学作为保障信息安全的核心技术,在数据加密、身份认证、数字签名等领域发挥着重要作用。
为了加深对密码学原理的理解,提高实际应用能力,我们开展了本次密码学案例实验。
二、实验目的1. 掌握DES加密算法的基本原理和操作步骤。
2. 熟悉RSA加密算法的原理和应用。
3. 学习数字签名技术的应用。
4. 培养动手实践能力,提高解决实际问题的能力。
三、实验内容1. DES加密算法(1)实验目的:了解DES加密算法的基本原理,掌握DES加密和解密过程。
(2)实验内容:① 设计一个简单的DES加密程序,实现明文到密文的转换。
② 设计一个简单的DES解密程序,实现密文到明文的转换。
(3)实验步骤:① 编写DES加密程序,输入明文和密钥,输出密文。
② 编写DES解密程序,输入密文和密钥,输出明文。
2. RSA加密算法(1)实验目的:了解RSA加密算法的基本原理,掌握RSA加密和解密过程。
(2)实验内容:① 设计一个简单的RSA加密程序,实现明文到密文的转换。
② 设计一个简单的RSA解密程序,实现密文到明文的转换。
(3)实验步骤:① 编写RSA加密程序,输入明文和密钥对,输出密文。
② 编写RSA解密程序,输入密文和私钥,输出明文。
3. 数字签名技术(1)实验目的:了解数字签名技术的基本原理,掌握数字签名的生成和验证过程。
(2)实验内容:① 设计一个简单的数字签名程序,实现签名生成和验证。
(3)实验步骤:① 编写数字签名程序,输入明文、私钥和签名算法,输出签名。
② 编写数字签名验证程序,输入明文、公钥和签名,验证签名是否正确。
四、实验结果与分析1. DES加密算法实验结果通过编写DES加密和解密程序,成功实现了明文到密文和密文到明文的转换。
实验结果表明,DES加密算法在保证数据安全的同时,具有较高的效率。
2. RSA加密算法实验结果通过编写RSA加密和解密程序,成功实现了明文到密文和密文到明文的转换。
加密基本算法实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握加密的基本原理和常用算法。
2. 学会使用编程语言实现简单的加密和解密过程。
3. 提高对网络安全和信息安全重要性的认识。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Python3.83. 工具:PyCharm三、实验内容本次实验主要涉及以下加密算法:1. 仿射密码2. 单表代替密码3. 维吉尼亚密码4. RSA算法四、实验步骤及结果1. 仿射密码(1)原理简介:仿射密码是一种基于线性代数的加密方法,其加密公式为 \(c = (ap + b) \mod 26\),其中 \(a\) 和 \(b\) 是密钥,\(p\) 是明文字符对应的数字,\(c\) 是密文字符对应的数字。
(2)代码实现:```pythondef affine_encrypt(plain_text, a, b):cipher_text = ''for char in plain_text:if char.isalpha():p = ord(char.lower()) - ord('a') c = (a p + b) % 26cipher_text += chr(c + ord('a')) else:cipher_text += charreturn cipher_textdef affine_decrypt(cipher_text, a, b):cipher_text = cipher_text.lower()a_inv = pow(a, -1, 26)plain_text = ''for char in cipher_text:if char.isalpha():c = ord(char) - ord('a')p = (a_inv (c - b)) % 26plain_text += chr(p + ord('a')) else:plain_text += charreturn plain_text```(3)测试结果:明文:HELLO WORLD密文:RQWKHU WHDP解密:HELLO WORLD2. 单表代替密码(1)原理简介:单表代替密码是一种将明文字符映射到密文字符的加密方法,其中每个明文字符只对应一个密文字符。
信息安全专业实验报告
一、实验背景随着信息技术的飞速发展,信息安全已经成为国家安全和社会稳定的重要组成部分。
为了提高学生对信息安全技术的理解和应用能力,我们开展了本次信息安全专业实验。
二、实验目的1. 理解并掌握信息安全的基本概念和原理。
2. 掌握常见信息安全攻击和防御技术。
3. 培养学生实际操作和问题解决能力。
三、实验内容本次实验共分为五个部分,分别为:1. 密码学实验2. 网络攻防实验3. 操作系统安全实验4. 应用安全实验5. 安全审计实验四、实验步骤及结果1. 密码学实验实验目的:掌握常用密码算法的原理和应用。
实验步骤:(1)实现对称加密算法(如DES、AES)和非对称加密算法(如RSA)的加解密过程。
(2)分析不同加密算法的优缺点。
实验结果:(1)成功实现了对称加密算法和非对称加密算法的加解密过程。
(2)掌握了不同加密算法的原理和应用。
2. 网络攻防实验实验目的:了解网络攻击方法,掌握网络安全防御技术。
实验步骤:(1)使用网络扫描工具(如Nmap)扫描目标主机。
(2)利用漏洞扫描工具(如Metasploit)对目标主机进行漏洞扫描。
(3)针对发现的漏洞,进行攻击和防御实验。
实验结果:(1)成功扫描到目标主机,并发现其存在的漏洞。
(2)掌握了常见的网络攻击方法。
(3)学习了针对漏洞的防御措施。
3. 操作系统安全实验实验目的:了解操作系统安全机制,掌握安全配置方法。
实验步骤:(1)分析Linux和Windows操作系统的安全机制。
(2)对操作系统进行安全配置,如设置用户权限、安装安全补丁等。
实验结果:(1)掌握了操作系统安全机制。
(2)学会了操作系统安全配置方法。
4. 应用安全实验实验目的:了解应用层安全机制,掌握安全配置方法。
实验步骤:(1)分析Web应用安全机制。
(2)对Web应用进行安全配置,如使用HTTPS、防止SQL注入等。
实验结果:(1)掌握了Web应用安全机制。
(2)学会了Web应用安全配置方法。
信息安全实验报告
信息安全实验报告信息安全实验报告一、引言信息安全是当今社会中一个重要的话题。
随着互联网的普及和信息技术的发展,人们对于信息的依赖程度越来越高,同时也面临着更多的信息安全威胁。
为了更好地了解和应对这些威胁,我们进行了一系列的信息安全实验。
本报告将对这些实验进行总结和分析。
二、实验一:密码学与加密算法在这个实验中,我们学习了密码学的基本知识,并实践了几种常见的加密算法。
通过对这些算法的理解和应用,我们深入了解了信息加密的原理和方法。
实验结果表明,合理选择和使用加密算法可以有效保护信息的安全性。
三、实验二:网络安全漏洞扫描网络安全漏洞是信息安全的一个重要方面。
在这个实验中,我们使用了一款流行的漏洞扫描工具,对一个虚拟网络进行了扫描。
实验结果显示,该网络存在多个漏洞,这些漏洞可能导致信息泄露、系统崩溃等安全问题。
通过这个实验,我们认识到了网络安全漏洞的严重性,并了解了如何进行漏洞扫描和修复。
四、实验三:社会工程学攻击模拟社会工程学攻击是信息安全领域中的一种常见攻击手段。
在这个实验中,我们模拟了一些常见的社会工程学攻击场景,如钓鱼邮件、电话诈骗等。
通过这个实验,我们认识到了社会工程学攻击的隐蔽性和危害性。
同时,我们也学习了一些防范社会工程学攻击的方法,如提高警惕、加强安全意识等。
五、实验四:网络入侵检测网络入侵是信息安全领域中的一个重要问题。
在这个实验中,我们使用了一款网络入侵检测系统,对一个虚拟网络进行了入侵检测。
实验结果显示,该网络存在多个入侵行为,如端口扫描、暴力破解等。
通过这个实验,我们认识到了网络入侵的危害性和复杂性,并学习了一些网络入侵检测的方法和技巧。
六、实验五:应急响应与恢复在信息安全领域,及时的应急响应和恢复是非常重要的。
在这个实验中,我们模拟了一次网络攻击事件,并进行了应急响应和恢复工作。
通过这个实验,我们了解了应急响应的流程和方法,并学习了一些数据恢复的技巧。
实验结果表明,及时的应急响应和恢复可以最大程度地减少信息安全事件的损失。
实验吧_密码学实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景密码学是一门研究信息加密与解密的学科,它广泛应用于信息安全领域。
为了更好地理解密码学的基本原理和算法,我们选择了实验吧平台上的密码学实验进行学习。
本次实验旨在通过实际操作,加深对古典密码、对称密码和不对称密码等密码学基本概念的理解,提高密码学应用能力。
二、实验目的1. 理解并掌握古典密码的基本原理和算法;2. 掌握对称密码和不对称密码的基本原理和算法;3. 通过实验操作,提高密码学应用能力;4. 培养团队协作和解决问题的能力。
三、实验内容1. 古典密码实验(1)仿射密码原理:仿射密码是一种单字母替换密码,加密公式为:C = (aP + b) mod 26,其中C为密文字母,P为明文字母,a和b为密钥。
操作步骤:1)编写加密函数encrypt,实现仿射密码加密;2)编写解密函数decrypt,实现仿射密码解密;3)测试加密和解密函数,验证其正确性。
(2)单表代替密码原理:单表代替密码是一种将明文字符映射到密文字符的替换密码。
操作步骤:1)编写加密函数subencrypt,实现单表代替密码加密;2)编写解密函数subdecrypt,实现单表代替密码解密;3)测试加密和解密函数,验证其正确性。
(3)维吉尼亚密码原理:维吉尼亚密码是一种多字母替换密码,加密公式为:C = (P + K[i]) mod 26,其中C为密文字母,P为明文字母,K为密钥,i为索引。
操作步骤:1)编写加密函数vigenereencrypt,实现维吉尼亚密码加密;2)编写解密函数vigeneredecrypt,实现维吉尼亚密码解密;3)测试加密和解密函数,验证其正确性。
2. 对称密码实验(1)DES加密算法原理:DES(Data Encryption Standard)是一种分组加密算法,采用56位密钥,64位分组。
操作步骤:1)编写DES加密函数desencrypt,实现DES加密;2)编写DES解密函数desdecrypt,实现DES解密;3)测试加密和解密函数,验证其正确性。
大学密码算法实验报告
一、实验目的1. 理解密码学的基本概念和原理;2. 掌握常用密码算法的原理和实现方法;3. 通过实验加深对密码算法的理解和应用。
二、实验内容本次实验主要涉及以下密码算法:1. 移位密码;2. 维吉尼亚密码;3. 仿射密码;4. 单表代替密码;5. 周期置换密码。
三、实验原理1. 移位密码:将明文中的每个字母按照密钥所指定的位数进行左右移位,得到密文。
解密时,将密文中的每个字母按照密钥所指定的位数进行相反方向的移位,恢复明文。
2. 维吉尼亚密码:将明文中的每个字母按照密钥所指定的字母序列进行移位,得到密文。
解密时,将密文中的每个字母按照密钥所指定的字母序列进行相反方向的移位,恢复明文。
3. 仿射密码:将明文中的每个字母通过一个线性方程进行加密,得到密文。
解密时,将密文中的每个字母通过逆线性方程进行解密,恢复明文。
4. 单表代替密码:将明文中的每个字母按照一个固定的代替表进行替换,得到密文。
解密时,根据代替表进行反向查找,恢复明文。
5. 周期置换密码:将明文中的每个字母按照一个固定的周期进行置换,得到密文。
解密时,根据周期进行反向置换,恢复明文。
四、实验步骤1. 实验一:移位密码(1)选择密钥,如密钥为3,表示每个字母左移3位;(2)编写加密函数,将明文中的每个字母按照密钥进行移位,得到密文;(3)编写解密函数,将密文中的每个字母按照密钥进行相反方向的移位,恢复明文;(4)进行加密和解密操作,验证算法的正确性。
2. 实验二:维吉尼亚密码(1)选择密钥,如密钥为“KEY”,表示每个字母按照密钥中的字母序列进行移位;(2)编写加密函数,将明文中的每个字母按照密钥进行移位,得到密文;(3)编写解密函数,将密文中的每个字母按照密钥进行相反方向的移位,恢复明文;(4)进行加密和解密操作,验证算法的正确性。
3. 实验三:仿射密码(1)选择密钥,如密钥为(a, b),表示加密方程为(Ci = (ai pi + b) mod 26);(2)编写加密函数,将明文中的每个字母按照加密方程进行加密,得到密文;(3)编写解密函数,将密文中的每个字母按照逆加密方程进行解密,恢复明文;(4)进行加密和解密操作,验证算法的正确性。
密码学的实验报告
一、实验目的1. 了解密码学的基本概念和原理;2. 掌握常用的加密算法和解密算法;3. 学会使用密码学工具进行加密和解密操作;4. 培养学生的实践能力和创新思维。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Python3.83. 密码学库:PyCryptodome三、实验内容1. 加密算法实验1.1 实现DES加密算法1.2 实现AES加密算法1.3 实现RSA加密算法2. 解密算法实验2.1 使用DES解密算法解密加密数据2.2 使用AES解密算法解密加密数据2.3 使用RSA解密算法解密加密数据3. 密钥管理实验3.1 生成DES密钥3.2 生成AES密钥3.3 生成RSA密钥对4. 密码学工具使用实验4.1 使用PyCryptodome库进行加密和解密操作4.2 使用在线加密工具进行加密和解密操作四、实验步骤1. 加密算法实验1.1 实现DES加密算法1.1.1 导入PyCryptodome库中的DES模块;1.1.2 生成DES密钥;1.1.3 使用DES密钥对明文进行加密;1.1.4 输出加密后的密文。
1.2 实现AES加密算法1.2.1 导入PyCryptodome库中的AES模块;1.2.2 生成AES密钥;1.2.3 使用AES密钥对明文进行加密;1.2.4 输出加密后的密文。
1.3 实现RSA加密算法1.3.1 导入PyCryptodome库中的RSA模块;1.3.2 生成RSA密钥对;1.3.3 使用公钥对明文进行加密;1.3.4 输出加密后的密文。
2. 解密算法实验2.1 使用DES解密算法解密加密数据2.1.1 导入PyCryptodome库中的DES模块;2.1.2 使用DES密钥对密文进行解密;2.1.3 输出解密后的明文。
2.2 使用AES解密算法解密加密数据2.2.1 导入PyCryptodome库中的AES模块;2.2.2 使用AES密钥对密文进行解密;2.2.3 输出解密后的明文。
现代密码学实验报告(DES-AES-RSA)
4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,
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};
//E位选择表
static const char e_table[48]={32,1,2,3,4,5,4,5,
19,11,3,60,52,44,36,
63,55,47,39,31,23,15,
7,62,54,46,38,30,22,
14,6,61,53,45,37,29,
21,13,5,28,20,12,4};
//pc2选位表
const static char pc2_table[48]={14,17,11,24,1,5,3,28,
{
for(char i=0,j,k;i<8;i++,in+=6,out+=4)
2.AES算法的基本原理和特点。
答:AES加密数据块分组长度必须为128比特,密钥长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意一个(如果数据块及密钥长度不足时,会补齐)。AES加密有很多轮的重复和变换。大致步骤如下:1、密钥扩展(KeyExpansion),2、初始轮(Initial Round),3、重复轮(Rounds),每一轮又包括:SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey,4、最终轮(Final Round),最终轮没有MixColumns。
现代密码学实验报告
一、实验目的通过本次实验,了解现代密码学的基本原理和方法,掌握密码学在通信与网络安全中的应用,提高对密码算法的分析和设计能力。
二、实验内容1. 理解密码学的基本概念和原理;2. 掌握对称加密算法和非对称加密算法的基本原理;3. 实现DES、AES、RSA等常用密码算法;4. 分析和比较不同密码算法的性能;5. 设计简单的密码系统。
三、实验步骤1. 理解密码学的基本概念和原理密码学是研究保护信息安全的一门学科,主要包括加密、解密、认证和密钥管理等。
密码学的基本原理包括:保密性、完整性、可用性和抗抵赖性。
2. 掌握对称加密算法和非对称加密算法的基本原理(1)对称加密算法:加密和解密使用相同的密钥,如DES、AES等。
其优点是加密速度快,但密钥分发和管理困难。
(2)非对称加密算法:加密和解密使用不同的密钥,如RSA、ECC等。
其优点是密钥分发和管理简单,但加密速度较慢。
3. 实现DES、AES、RSA等常用密码算法(1)DES算法:本实验使用Python语言实现DES算法的加解密过程。
首先,构造DES密钥,然后对明文进行加密和解密。
(2)AES算法:本实验使用Python语言实现AES算法的加解密过程。
首先,构造AES密钥,然后对明文进行加密和解密。
(3)RSA算法:本实验使用Python语言实现RSA算法的加解密过程。
首先,生成公钥和私钥,然后使用公钥加密明文,使用私钥解密密文。
4. 分析和比较不同密码算法的性能通过对DES、AES、RSA等密码算法的实验,分析不同算法在加密速度、安全性、密钥长度等方面的差异,为实际应用提供参考。
5. 设计简单的密码系统结合所学知识,设计一个简单的密码系统,包括密钥生成、加密、解密和认证等功能。
四、实验结果与分析1. DES算法(1)加密速度:DES算法的加密速度较快,适合对速度要求较高的场合。
(2)安全性:DES算法的密钥长度为56位,相对较短,安全性较低。
2. AES算法(1)加密速度:AES算法的加密速度较快,适合对速度要求较高的场合。
RSA加密算法实验报告_2
现代密码学实验报告题目: RSA算法的实现过程
一、实验目的
二、简单实现RSA过程, 通过OpenSSL命令编辑器实现发送方对明文进行加
密, 签名, 接受方验证, 解密的简单过程。
三、实验原理
RSA加密算法的基本流程:
四、实验步骤
发送方对明文进行加密:
首先利用MD5对明文进行摘要操作:
然后生成秘钥文件:
再利用这个密钥对摘要进行加密:
然后对摘要进行签名操作:
发送方加密后要发送的东西是: 明文和摘要的签名传送到接收方后,接收方进行解密操作:
接收方进行验证:
通过比较可以发现所得摘要的结果是相同的, 则可以得到结论: 该明文没有被篡改。
五、实验心得
通过对RSA过程的简单模仿, 我们可以明白理论和现实是有一定差别的, 我们需要将明文利用MD5进行摘要处理, 然后在通过MD5对摘要进行验证, 从而判断密文是否经过修改, 达到数据的安全性, 完整性和保密性。
在使用OpenSSL进行RSA过程模仿时要注意文件名的对应, 这需要我们在命名文件时能做到见名之意, 方便我们后续的操作。
命令行的书写方式需要我们对字母有一定的敏感性, 经常会出现字母出现问题而导致错误的发生。
密码学实验报告
目录AES加密算法实现 (2)一.实验目的 (2)二.实验原理 (2)三.实验步骤 (2)四.实验结果 (6)五.实验心得 (7)六.源代码: (8)RSA加解密算法实现 (17)一.实验目的: (17)二.实验要求: (17)三.RSA函数主要代码 (17)四.运算结果显示: (20)五.实验心得 (20)AES加密算法实现一.实验目的1.深入理解AES加密/解密算法理论的基础上,设计一个AES加密/解密软件系统;2.完成一个明文分组的加解密,明文和密钥是十六进制,长度都为128比特(32个16进制数),输入明文和密钥,输出密文,进行加密后,能够进行正确的解密;二.实验原理AES的区块长度固定为128 比特,密钥长度则可以是128,192或256比特;大多数AES计算是在一个特别的有限域完成的。
AES加密过程是在一个4×4的字节矩阵上运作,这个矩阵又称为“状态矩阵”,其初值就是一个明文区块(矩阵中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte)。
加密时,各轮AES加密循环(除最后一轮外)均包含4个步骤:1.SubBytes —通过一个非线性的替换函数,用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。
2.ShiftRows —将矩阵中的每个行进行循环式移位。
3.MixColumns —列混淆。
这个步骤使用线性转换来混合每列的四个字节。
4.AddRoundKey —矩阵中的每一个字节都与该次回合轮密钥(round key)做XOR运算;每个子密钥由密钥生成方案产生。
三.实验步骤(一)加密1.密钥生成void keyexpansion(unsigned char S_BOX[][16],unsigned char keys[][44]){unsigned char Rcon[11] = {0,1,2,4,8,16,32,64,128,27,54};unsigned char past[4];register int i,j;//打开密钥文件if((fp=fopen("Key.txt","r"))==NULL){printf("CAN NOT OPEN THE FILE!\n");return ;}printf("\n请输入密钥!\n");for(i = 0;i <= 3;i ++)for(j = 0;j <= 3;j ++){fscanf(fp,"%02x",&keys[j][i]);printf("%02x ",keys[j][i]);}for(i = 4;i <= 43;i ++){ //make the other 40 keys if(i % 4 == 0){ //如果能被4整除,特殊处理for(j = 1;j <= 4;j ++) //把前一个密钥移位赋值给数组past[j - 1] = keys[j % 4][i -1];for(j = 0;j <= 3;j ++){if(j == 0)keys[j][i] = S_BOX[past[j] / 16][past[j] % 16] ^ Rcon[i / 4] ^ keys[j][i - 4];elsekeys[j][i] = S_BOX[past[j] / 16][past[j] % 16] ^ keys[j][i - 4];}}else{for(j = 0;j <= 3;j ++){keys[j][i] = keys[j][i - 4] ^ keys[j][i - 1];}}}}2.字节变换void bytesub(unsigned char S_BOX[][16],unsigned char B[][4]){register int i,j;for(i = 0;i <= 3;i ++)for(j = 0;j <= 3;j ++)B[i][j] = S_BOX[B[i][j] / 16][B[i][j] % 16];}3. 行移位void shiftrow(unsigned char B[][4]){int i,temp;temp = B[1][0];for(i = 0;i <= 2;i ++)B[1][i] = B[1][i + 1];B[1][3] = temp;for(i = 0;i <= 1;i ++){temp = B[2][i];B[2][i] = B[2][i + 2];B[2][i + 2] = temp;}temp = B[3][3];for(i = 3;i >=1;i --)B[3][i] = B[3][i - 1];B[3][0] = temp;}4. 列混合运算unsigned char xtime (unsigned char input){ // x乘法('02'乘法)int temp;temp = input<<1;if(input & 0x80){temp ^= 0x1b;}return temp;}void mixcolumn(unsigned char input[][4]){ //列混合int i, j;unsigned char output[4][4];for(j = 0;j <= 3;j++)for(i = 0;i <= 3;i++)output[i][j] = xtime(input[i%4][j]) //0x02乘法^ ( input[ ( i + 1 ) % 4][j] ^ xtime( input[ ( i + 1 ) % 4][j] ) ) //0x03乘法^ input[ ( i + 2 ) % 4][j] //0x01乘法^ input[ ( i + 3 ) % 4][j]; //0x01乘法for(i = 0;i <= 3;i ++)for(j = 0;j <= 3;j ++)input[i][j] = output[i][j];}(二)解密运算1.逆行移位void invshiftrow(unsigned char B[][4]){int i,temp;temp = B[1][3];for(i = 3;i >= 1;i --)B[1][i] = B[1][i - 1];B[1][0] = temp;for(i = 0;i <= 1;i ++){temp = B[2][i];B[2][i] = B[2][i + 2];B[2][i + 2] = temp;}temp = B[3][0];for(i = 0;i <= 2;i ++)B[3][i] = B[3][i + 1];B[3][3] = temp;}2.逆列混合运算void invmixcolum(unsigned char input[][4]){int i, j;unsigned char output[4][4];for(j=0; j< 4; j++)for(i=0; i<4; i++)output[i][j] = (xtime(xtime(xtime(input[i % 4][j]))) ^ xtime(xtime(input[i % 4][j]))^xtime(input[i % 4][j])) //0x0E乘法^ (xtime(xtime(xtime(input[ ( i + 1 ) % 4][j]))) ^ xtime(input[ ( i + 1 ) % 4][j]) ^ input[ ( i + 1 ) % 4][j]) //0x0B乘法^ (xtime(xtime(xtime(input[ ( i + 2 ) % 4][j]))) ^ xtime(xtime(input[ ( i + 2 ) % 4][j])) ^ input[ ( i + 2 ) % 4][j]) //0x0D 乘法^ (xtime(xtime(xtime(input[ ( i + 3 ) % 4][j]))) ^ input[ ( i + 3 ) % 4][j]); //0x09乘法for(i = 0;i <= 3;i ++)for(j = 0;j <= 3;j ++)input[i][j] = output[i][j];}3.逆字节变换void invbytesub(unsigned char N_S_BOX[][16],unsigned char B[][4]){register int i,j;for(i = 0;i <= 3;i ++)for(j = 0;j <= 3;j ++)B[i][j] = N_S_BOX[B[i][j] / 16][B[i][j] % 16];}四.实验结果我将明文设为13 43 67 69 88 d5 f6 8d 64 23 90 a2 e0 f5 b4 34,密钥设为23 43 45 78 28 af cd ab f7 d4 88 09 c3 4f 3c 57,运行结果如下:五.实验心得本程序是处理的AES分组大小和密钥长度都为128位,迭代轮数为10轮。
实验报告_密码学(二)2024
实验报告_密码学(二)引言概述:密码学是一门研究如何保护信息安全的学科,它的应用广泛涵盖了数据加密、数据完整性校验和身份认证等方面。
本实验报告旨在深入探讨密码学的相关知识,包括对称密码学、非对称密码学、哈希函数和数字签名的原理与应用等内容。
正文:1. 对称密码学- 原理:对称密码学采用相同的密钥对数据进行加密和解密,常用的算法有DES、AES等。
- 分组加密:将数据按固定长度进行分组加密,提高数据的安全性。
- 工作模式:常用的工作模式有电子密码本模式、密码分组链接模式等,用于提供更高的安全性和数据完整性。
- 密钥管理:讨论密钥的生成、分发和保护,包括密钥的更新和撤销等问题。
2. 非对称密码学- 原理:非对称密码学采用不同的密钥对数据进行加密和解密,常用的算法有RSA、DSA等。
- 公钥密码算法:介绍公钥密码算法的加密流程和解密过程,讨论公钥和私钥的生成和管理。
- 数字证书:介绍数字证书的概念和作用,讨论数字证书的颁发和验证过程。
- 密钥交换:讨论密钥交换协议,如Diffie-Hellman密钥交换协议,用于实现安全的密钥交换。
3. 哈希函数- 原理:哈希函数将任意长度的数据转换为固定长度的哈希值,常用的算法有MD5、SHA-1等。
- 安全性分析:讨论哈希函数的安全性,包括抗碰撞性、抗第二原像性和抗预像性等。
- 应用场景:介绍哈希函数在数字签名、消息认证码和数据完整性校验等方面的应用。
4. 数字签名- 原理:数字签名是利用非对称密码学中的私钥对消息进行加密,用于验证消息的真实性和完整性。
- 数字签名算法:介绍常用的数字签名算法,如RSA数字签名算法、DSA数字签名算法等。
- 数字证书:讨论数字证书在数字签名中的作用,以及数字证书颁发和验证的过程。
- 权威性和不可否认性:讨论数字签名的权威性和不可否认性,保证消息的信任和可靠性。
5. 密码学应用- 加密通信:介绍密码学在网络通信中的应用,如SSL/TLS协议和VPN等。
实验2加密算法的实现及应用
准备知识
准备知识
Openssl概述 Openssl实现了ssl/tls协议,采用c语言开发,支持 windows/linux/unix等常见操作系统。
准备知识
Openssl 加密和解密
Openssl 加密和解密函数包含在密码算法库libeay32.lib中。提 供的对称加密算法包括des,aes,rc2,rc4,分别声明在 “C:\openssl\include\openssl”目录下的 des.h,aes.h,rc2.h,rc4.h中.调用算法对应的头文件实现不同算 法。Openssl为了调用方便,把这些算法都封装在evp.h文件中。 接下来就直接利用evp.h加密和解密算法实现对数据的对称加 密和解密,来保证数据保密性。
实验报告
3、利用AES算法,对学号进行加密,将明文和密文都显示出来, 并提交源程序和Release版本的exe文件。
4.实验及报告要求独立完成、文字表达简明,清楚。
谢谢
实验环境
操作系统:Windows XP操作系统 需要的软件:VC ++ 6.0编程软件, Win32OpenSSL-1_0_0d.exe
准备知识
熟悉并掌握vc++ 6.0编程,学会添加密码头文件和库文件。 在VC中: tools->options->Directories下, show directories for中找到include files和library files, 分别在其中添加新的头文件路径和lib路径,并将其优先!
加密算法的实现及应用实验
主要内容
实验目的 实验环境 准备知识 实验内容 实验报告
密码学案例实验报告
一、实验背景随着信息技术的飞速发展,网络安全问题日益突出,加密技术作为保障信息安全的重要手段,在各个领域都得到了广泛应用。
本实验报告旨在通过实际操作,加深对密码学原理和算法的理解,提高加密和解密的能力。
二、实验目的1. 了解密码学的基本概念和分类;2. 掌握DES、AES等常用加密算法的原理和流程;3. 能够运用密码学工具进行加密和解密操作;4. 分析密码破解技术,提高安全意识。
三、实验内容1. 实验一:DES加密算法(1)实验原理DES(Data Encryption Standard)是一种经典的对称加密算法,它采用64位密钥和64位明文,经过16轮加密操作,生成64位密文。
(2)实验步骤① 编写程序实现DES加密算法的加解密功能;② 使用密钥对一段英文文本进行加密和解密;③ 分析加密和解密结果,验证算法的正确性。
2. 实验二:AES加密算法(1)实验原理AES(Advanced Encryption Standard)是一种广泛使用的对称加密算法,它支持128位、192位和256位密钥长度,具有速度快、安全性高等优点。
(2)实验步骤① 编写程序实现AES加密算法的加解密功能;② 使用不同长度的密钥对一段英文文本进行加密和解密;③ 分析加密和解密结果,验证算法的正确性。
3. 实验三:密码破解技术(1)实验原理密码破解技术是指通过尝试各种可能的密钥,来破解加密信息的技术。
常见的密码破解方法有穷举攻击、字典攻击、暴力破解等。
(2)实验步骤① 使用密码破解工具对加密文本进行破解;② 分析破解结果,了解不同破解方法的特点和适用场景;③ 提高安全意识,防范密码破解攻击。
四、实验结果与分析1. 实验一和实验二的结果表明,DES和AES加密算法能够正确地对文本进行加密和解密,验证了算法的正确性。
2. 通过实验三,我们了解到密码破解技术的种类和特点,提高了安全意识。
在实际应用中,应选择合适的加密算法和密钥长度,以提高安全性。
密码学中加密算法的研究与实现
密码学中加密算法的研究与实现密码学是研究通信安全的一门学科,加密算法便是密码学中最为核心的一部分。
加密算法的研究与实现,是实现信息安全保密的重要手段,在现代信息社会中具有广泛的应用。
一、加密算法的研究加密算法是利用数学和计算机技术,将明文信息通过变换和替换等方式,转换成密文信息,保证信息在传输过程中不被窃听或者篡改,只有获得密钥的人才能对密文信息解密。
加密算法的研究主要包括以下几个方面。
1. 对称加密算法研究对称加密算法,又称私钥加密算法,是指加密和解密使用相同的密钥。
对称加密算法的基本思想是将明文信息转化为密文信息,使得任何未经授权的人员无法理解密文信息。
目前应用广泛的对称加密算法有DES、3DES、AES等。
对DES算法进行差分分析还可以作为密码分析方法进行讲授。
2. 非对称加密算法研究非对称加密算法,又称公钥加密算法,是指加密和解密使用不同的密钥。
非对称加密算法的基本思想是将公钥作为加密密钥,私钥作为解密密钥。
常用的非对称加密算法有RSA、ECC等。
其中RSA算法最为常用,在数字签名、数字证书等领域得到广泛应用。
3. 哈希算法研究哈希算法是指将原始数据通过不可逆的方式,转化为固定长度的哈希值。
哈希算法能够对数据进行摘要,保证数据的完整性,并且可以用于数字签名、数字证书、防止数据篡改等应用领域。
目前主流的哈希算法有MD5、SHA-1、SHA-2等。
4. 对抗攻击研究加密算法的最终目的是保证信息的安全性,因此在加密算法的研究中,需要解决相应的攻击和对抗问题。
常见的攻击手段包括明文攻击、密文攻击、中间人攻击、重放攻击等。
通过对攻击手段的认识和研究,可以进一步提高加密算法的安全性。
二、加密算法的实现加密算法的实现是指利用计算机技术,将加密算法转化为可操作的程序码。
加密算法的实现需要注意以下几个方面。
1. 语言的选择不同的加密算法可以选择不同的语言进行实现。
如C、C++等语言可以支持DES、AES等对称加密算法的实现,Java、Python等语言可以支持RSA等非对称加密算法的实现。
密码学中加密算法的研究与实现
密码学中加密算法的研究与实现密码学是一门研究信息安全的学科,其中加密算法是保证数据安全和隐私的关键技术。
本文将探讨密码学中加密算法的研究和实现。
一、加密算法的分类加密算法可以根据密钥的使用方式和加密方式来分类。
1.1 密钥的使用方式•对称加密算法:使用同一个密钥进行加密和解密,如DES、AES等。
•非对称加密算法:使用一对公私钥进行加密和解密,如RSA、ECC等。
1.2 加密方式•分组密码:将明文分成固定长度的数据块,每个数据块使用同一个密钥进行加密,如DES、AES等。
•流密码:对明文进行逐位加密,每个位使用不同的密钥,如RC4、Salsa20等。
2.1 对称加密算法2.1.1 DESDES是一种分组密码算法,密钥长度为56位,分组长度为64位。
DES加密包括加密轮数、轮函数和密钥生成等过程。
DES加密算法在安全性方面已经被破解,现已不再被广泛使用。
2.1.2 AESAES是一种分组密码算法,密钥长度可为128、192或256位,分组长度为128位。
AES加密算法有多种模式,如ECB、CBC、CFB和OFB等。
AES算法综合使用了代换、置换、混淆等技术,极大地提高了加密的安全性。
2.2 非对称加密算法2.2.1 RSARSA是一种基于大数分解问题的非对称加密算法,是由三位美国数学家(Rivest、Shamir和Adleman)发明的。
RSA算法使用公钥进行加密,私钥进行解密,安全性取决于大素数分解的难度。
2.2.2 ECCECC是一种基于椭圆曲线离散对数问题的非对称加密算法。
与RSA 相比,ECC密钥长度更短,在保证相同安全性的条件下,节省了加密和解密的时间。
加密算法的实现可以使用编程语言来实现。
以下示例展示使用Python语言实现AES加密算法的代码。
```python # 导入Crypto库中AES模块 from Crypto.Cipher import AESdef pad(text):。
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r[m+1]=r[m-1]-q[m]*r[m];
t[m+1]=t[m-1]-q[m]*t[m];
s[m+1]=s[m-1]-s[m]*s[m];
m++;
}
for(int i=0;i<m;i++)
{
if(q[i]<0)
q[i]=0;
cout<<i<<" r:"<<r[i]<<" q:"<<q[i]<<" s:"<<s[i]<<" t:"<<t[i]<<endl;
1、编写一个函数实现欧几里得算法,并用实例测试程序的正确性。利用该函数计算gcd(1970, 1066)。
欧几里得算法.cpp
#include<iostream.h>
#include<math.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
int a,b,r[30],m,q[30];
}
if(t[m-1]<0)
t[m-1]+=b;
cout<<a<<"的乘法逆元是"<<t[m-1]<<endl;
cout<<"是否继续1继续0停止"<<endl;
cin>>l;
}
return 0;
}
cout<<"请输入两个素数"<<endl;
cin>>a>>b;
r[0]=a;
r[1]=b;
for(int k=0;k<2;k++)
for(int i=2;i<=sqrt(r[k]);i++)
if(r[k]%i==0)
{
cout<<r[k]<<":不是一个素数"<<endl;
exit(0);
}
m=1;
while(r[m]!=0)
{
q[m]=r[m-1]/r[m];
r[m+1]=r[m-1]-q[m]*r[m];
m++;
}
for(int i=1;i<m;i++)
cout<<"q:"<<q[i]<<endl;
cout<<"rm="<<r[m-1]<<endl;
return 0;
}
2、在欧几里得算法的基础上再编写一个函数实现扩展的欧几里得算法。利用该函数编程计算gcd(4655, 12075)和550-1mod1723。
cin>>a>>b;
if (a>b)
{
cout<<"默认的是a<b,所以自动调整位置"<<endl;
tem=a;
a=b;
b=tem;
cout<<a<<" "<<]=a;
t[0]=0;
t[1]=1;
s[0]=1;
s[1]=0;
m=1;
while(r[m]!=0)
{
欧几里德扩展算法.cpp
#include<iostream.h>
#include<math.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
int a,b,m,r[30],q[30],t[30],s[30],l=1,tem;
while(l)
{
cout<<"请输入两个素数"<<endl;
上机实验报告(二)
实验课程:应用密码学实验时间:2013年10月15日
任课教师:刘光军
班级:11级信息与计算科学专业1班姓名:学号:
一、实验名称:密码学基本算法的实现(二)
二、实验目的
通过实验,熟练掌握基本数论算法(欧几里得算法和扩展的欧几里得算法)的计算机实现方法。数论是一门理论与实践结合性很强的课程,在掌握好理论方法的基础之上结合密码学实践,能够加深印象,巩固学习效果。
三、实验内容
1、编程实现欧几里得算法;
2、编程实现扩展的欧几里得算法。
四、实验原理
欧几里德算法又称辗转相除法,用于计算两个整数a, b的最大公约数。其计算原理依赖于下面的定理:
定理:对任何非负的整数a和非负的整数b,有gcd(a, b) = gcd(b, a mod b) (a>=b)。
五、报告正文(文档,数据,模型,程序,图形)