实验一古典加密算法的实现

合集下载

实验报告_密码学

信息安全实验报告

学号：

学生姓名：

班级：

实验三密码学实验

一、古典密码算法实验

一、实验目的

通过编程实现替代密码算法和置换密码算法，加深对古典密码体制的了解，为深入学习密码学奠定基础。

二、编译环境

运行windows 或linux 操作系统的PC 机，具有gcc（linux）、VC （windows）等C语言编译环境。

三、实验原理

古典密码算法历史上曾被广泛应用，大都比较简单，使用手工和机械操作来实现加密和解密。它的主要应用对象是文字信息，利用密码算法实现文字信息的加密和解密。下面介绍两种常见的具有代表性的古典密码算法，以帮助读者对密码算法建立一个初步的印象。

1．替代密码

替代密码算法的原理是使用替代法进行加密，就是将明文中的字符用其它字符替代后形成密文。例如：明文字母a、b、c、d ，用D、E、F、G做对应替换后形成密文。

替代密码包括多种类型，如单表替代密码、多明码替代密码、多字母替代密码、多表替代密码等。下面我们介绍一种典型的单表替代密码，恺撒(caesar)密码，又叫循环移位密码。它的加密方法，就是将明文中的每个字母用此字符在字母表中后面第k个字母替代。它的加密过程可以表示为下面的函数：E(m)=(m+k) mod n

其中：m 为明文字母在字母表中的位置数；n 为字母表中的字母个数；k 为密钥；E(m)为密文字母在字母表中对应的位置数。例如，对于明文字母H，其在字母表中的位置数为8，设k=4，则按照上式计算出来的密文为L：E(8) = (m+k) mod n = (8+4) mod 26 = 12 = L

2023年Propellerhead Reason音乐制作软件操作技巧及界面介绍

2023年Propellerhead Reason音乐制作软件

操作技巧及界面介绍

Propellerhead Reason音乐制作软件是一款功能强大的数字音频工作站（DAW），被广泛应用于音乐创作、混音和编曲等领域。本文将为您介绍2023年Propellerhead Reason音乐制作软件的操作技巧和界面特点，帮助您更好地利用这一工具进行音乐创作。

一、界面介绍

Propellerhead Reason音乐制作软件的界面设计简洁直观，为用户提供了一个高效、便捷的工作环境。软件主界面包括菜单栏、工具栏、浏览器、设备和混音台等几个主要组件。

1.菜单栏

菜单栏位于软件界面的顶部，包含了丰富的功能选项，如文件、编辑、视图、插件等。通过菜单栏，用户可以轻松访问各种功能，并进行软件的设置和调整。

2.工具栏

工具栏位于菜单栏下方，包含了常用的工具按钮，如播放、停止、录制、循环播放等。用户可以通过工具栏快速执行这些操作，提高工作效率。

3.浏览器

浏览器是Reason软件的核心功能之一，位于界面的左侧。用户可

以通过浏览器浏览和管理软件中的各种设备、合成器、采样库等内容。这方便用户从丰富的资源中选择合适的音频材料和工具。

4.设备

设备面板位于界面的右侧，用于调整和编辑所选设备的参数。Reason软件提供了各种音频设备，如合成器、鼓机、采样器等，用户

可以通过设备面板进行音色调整和效果处理。

5.混音台

混音台位于界面的底部，用于调整和处理不同音轨的音量、平衡、

效果等。用户可以通过混音台实现对整个音频工程的混音和后期处理。

加密技术与DES加解密算法

加密技术与DES加解密算法
1.1 古典密码算法 1.2 单钥加密算法 1.3 数据加密标准DES算法 1.4 实验与思考
加密技术与DES加解密算法
密码学是研究数据的加密及其变换的学科，它集数学、计算机科学、电子与通信等诸多学科于一身。进入20世纪80年代，随着计算机网络，特别是因特网的普及，密码学得到了广泛的重视。如今，密码技术不仅服务于信息的加密和解密，还是身份认证、访问控制、数字签名等多种安全机制的基础。
64位明文
初始置换第1轮迭代第2轮迭代
K1 置换选择2
K2 置换选择2
56位密钥
置换选择1
循环左移循环左移
K16
第16轮迭代
置换选择2
循环左移
32位互换逆初始置
64位密文
图3.5 56位DES加密算法的框图
1.3 数据加密标准DES算法
DES加密算法框图中，明文加密过程如下：
1) 将长的明文分割成64位的明文段，逐段加密。将64 位明文段首先进行与密钥无关的初始变位处理。
1.2 单钥加密算法
围绕着单钥密钥体制，密码学工作者已经开发了许多行之有效的单钥加密算法，常用的有DES算法、IDEA算法等。
1.3 数据加密标准DES算法
DES算法的发明人是IBM公司的W. Tuchman和 C. Meyer。美国商业部国家标准局 (NBS) 于1973 年5月和1974年8月两次发布通告，公开征求用于计算机的加密算法，经评选，从一大批算法中采纳了IBM的LUCIFER方案，该算法于1976年11 月被美国政府采用，随后被美国国家标准局和美国国家标准协会 (ANSl) 承认，并于1977年1月以数据加密标准DES的名称正式向社会公布，并于 1977年7月15日生效。

古典密码的实验报告

引言：

密码学作为一门古老而又神秘的学科，一直以来都吸引着人们的兴趣。在古代，人们用各种各样的密码来保护重要信息的安全性。本实验旨在通过实际操作，

探索古典密码的加密原理和破解方法，从而深入了解密码学的基本概念和应用。

一、凯撒密码

凯撒密码，又称移位密码，是最简单的一种古典密码。其原理是通过将明文中

的每个字母按照一定的规则进行移位，得到密文。在本实验中，我们选择了一

个简单的凯撒密码进行破解。

首先，我们选择了一段明文：“HELLO WORLD”，并将其按照凯撒密码的规则进

行移位，假设移位数为3，则得到密文：“KHOOR ZRUOG”。接下来，我们尝试

使用暴力破解的方法来还原明文。

通过尝试不同的移位数，我们发现当移位数为3时，得到的明文与原文完全一致。这表明我们成功地破解了凯撒密码，并还原了原始的明文。

二、维吉尼亚密码

维吉尼亚密码是一种基于多个凯撒密码组合而成的密码算法。其原理是通过使

用不同的移位数对明文进行加密，从而增加了密码的复杂度。

在本实验中，我们选择了一段明文：“CRYPTOGRAPHY”，并使用维吉尼亚密码

进行加密。我们选择了一个关键词“KEY”作为加密密钥。首先，我们将关键词“KEY”重复至与明文长度相同，得到“KEYKEYKEYKEYK”。然后，将明文中的每个

字母与关键词中对应位置的字母进行凯撒密码的移位操作。

经过加密后，我们得到了密文：“LXFOPVEFRNHR”。接下来，我们尝试使用破

解方法来还原明文。

通过尝试不同的关键词和移位数的组合，我们发现当关键词为“KEY”且移位数为

古典密码实验报告

哈尔滨工程大学

实验报告

实验名称：古典密码算法

班级：

学号：

姓名：

实验时间：2014年4月

成绩：

指导教师：

实验室名称：

哈尔滨工程大学实验室与资产管理处制

一、实验名称古典密码算法

二、实验目的

通过编程实现经典的代替密码算法和置换密码，包括移位密码、维吉尼亚密码、周期置换密码、列置换密码，加深对代替技术的了解，为现代分组密码实验奠定基础。

三、实验环境（实验所使用的器件、仪器设备名称及规格）

运行Windows 或Linux 操作系统的PC 机，具有gcc(Linux)、VC（Windows）等C 语言编译环境。

四、实验任务及其要求

（1）根据实验原理部分对移位密码的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥，编

写移位密码的实现程序，实现加密和解密操作。

（2）根据实验原理部分对维吉尼亚密码的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥，

编写维吉尼亚密码的实现程序，实现加密和解密操作。

（3）根据实验原理部分对周期置换密码的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥，

编写周期置换密码的实现程序，实现加密和解密操作。

（4）根据实验原理部分对列置换密码的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥，

编写列置换密码的实现程序，实现加密和解密操作。

五、实验设计（包括原理图、真值表、分析及简化过程、卡诺图、源代码等）

1．移位密码

移位密码（Shift Cipher）是一种典型的单表替代密码，也称为加法密码。

移位密码的加密方法就是将明文中的每个字母用其在字母表后面的第k 个字母替代，它的加密过程可以表示为： c = (m + k) mod n

密码与加密技术实验

⼀．实验⽬的：

学习常见的古典密码学算法,现代对称加密算法，⾮对称加密算法加密解密消息，通过编程实现替代密码算法和置换密码算法，加深对古典密码体制的了解;使⽤Cryptool软件加深对于现代对称加密算法，⾮对称加密算法加密解密消息的理解;使⽤MD5加密和破解⼯具（MD5Verify、

MD5Crack），掌握MD5算法的作⽤及安全性分析。

⼆．实验仪器设备及软件：

运⾏Windows或Linux操作系统的PC机，具有gcc（Linux）、VC（Windows）等C语⾔编译环境；Cryptool软件；MD5Verify、MD5Crack。

三．实验原理：

古典密码算法曾被⼴泛应⽤，⼤都⽐较简单，使⽤⼿⼯和机械操作来实现加密和解密。它的主要应⽤对象是⽂字信息，利⽤密码算法实现⽂字信息的加密和解密。下⾯介绍两种常见的具有代表性的古典密码算法，以帮助读者对密码算法建⽴⼀个初步的印象。

1.替代密码

替代密码的原理是使⽤替代法进⾏加密，就是将明⽂由其它的字母、数字或符合所代替后形成密⽂。这⾥每个明⽂字母对应的密⽂字母可能是⼀个，也可能是多个。接收者对密⽂进⾏逆向替换即可得到明⽂。替代密码有五种表现形式：

单表代替

即简单替代密码或者称为单字母代替，明⽂字母表中的⼀个字符对应密⽂字母表中的⼀个字符。这是所有加密中最简单的⽅法。

多名码代替

就是将明⽂字母表中的字符映射为密⽂字母表中的多个字符。多名码简单代替早在1401年就由DuchyMantua公司使⽤。在英⽂中，元⾳字母出现频率最⾼，降低对应密⽂字母出现频率的⼀种⽅法就是使⽤多名码，如e可能被密⽂5、13或25替代。

rsa加解密实验报告

gYEAz2JWBizjI31bqhP4XiP9PuY5F3vqBW4T+L9cFbQiyumKJc58yzTWUAUGKIIn3enXLG7dNqGr
mbJro4JeFIJ3CiVDpXR9+FluIgI4SXm7ioGKF2NOMA9LR5Fu82W+pLfpTN2y2SaLYWEDZyp53BxY
9jA/Wc0wp29SbGTh5CcMuGpXm1g0M+FKW3dGiHgS3rVUKim4owJAbnxgapUzAgiiHxxMeDaavnHW
9C2GrtjsO7qtZOTgYI/1uT8itvZW8lJTF+9OW8/qXE76fXl7ai9dFnl5kzMk2QJBALfHz/vCsArt
private static final String PRIVATE_KEY = "RSAPrivateKey";
/**
*用私钥对信息生成数字签名
*
* @param data
*加密数据
* @param privateKey
*私钥
*
* @return
* @throws Exception
*/
public static String sign(byte[] data, String privateKey) throws Exception {
苏州科技学院

描述古典加密算法

古典加密算法是由密码学家在过去几十年中发展出来的一种加密方式，用来将信息进行加密，以确保信息安全。古典加密算法是基于数学定理和模式来编写的，它们被广泛应用于信息的安全传输。

古典加密算法要比其他加密方式更安全，因为它们把原本明文的信息转换成无法被解码的密文，即使有人监听到加密传输的信息，也无法解码。

古典加密算法的一般流程：首先，将明文按照一定的规则或算法进行加密，生成密文。然后，通过加密算法将密文发送给接收者，接收者使用相同的加密算法和密钥将密文解密，还原为明文。

古典加密算法有许多，其中最常用的是“凯撒密码”和“替换密码”，凯撒密码是按照特定字母表，将明文中的每个字母偏移几位，生成密文；替换密码是按照特定表将明文中的每个字母替换成另外一个，生成密文。

古典加密算法有它的优缺点：优点是它的实施极为简单，缺点是易被破解，计算机可以通过穷举法轻松解开。如今，古典加密算法的应用越来越少，代替它的是更先进的加密算法，如AES，RSA等。

密码学实验——精选推荐

密码学实验

实验⼀古典密码实验

1实验⽬的

理解置换加密过程

2实验内容

１．利⽤单表置换密码实现简单加密解密.

２．对单表置换密码的分析.

3实验过程

（１）.与同组协商的密钥词组：Ｋ＝ＩＡＭＳＴＵＤＥＮＴ

（２）根据“单表置换”实验原理计算出置换表；

（３）得到置换表后在明⽂区输⼊明⽂进⾏加密．

（３）将加密结果导⼊，根据同组主机置换表完成本机置换表，对密⽂解密，（４）本机解密明⽂与同组主机明⽂对照，结果⼀致，实验完成．

⼆，单表置换密码分析

（１）本机进⼊“密码⼯具”｜“加密解密”｜“单表置换”｜“密码分析”页⾯，单击“导⼊”按钮，将密⽂“单表置换密码分析密

⽂.txt”导⼊，单击“统计”按钮，统计密⽂中每个字母出现的

频率，

（２），置换表组框中点击“解密”按钮，这时将得到⼀个明⽂。然⽽此时的明⽂并不是最终要得到的，通过明⽂的特征和各个字母的⽐例来调节置换表中的对应关系，得到正确的明⽂。调整后的置换表如下：

(3)对密⽂解密如下:

4结论

通过将解密后的明⽂和同组主机记录的明⽂对照，得到相同结果，说明成功。古典密码学中的单表置换在算法上简洁明了，易懂，并对明⽂进⾏⼀定的加密，然⽽通过对单表置换密码的分析,通过统计规律，我们可以通过英⽂字母出现的频率来破解密⽂,这样看来其实并不是完全安全的,

实验⼆分组密码实验

1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

3理解AES算法的加密原理

2实验内容

1.进⾏简单的DES加密解密.

2.利⽤AES原理实现加密解密,

3实验过程

⼀．进⼊“密码⼯具”｜“加密解密”｜“AES加密算法”｜“加密/解密”

实验一古典密码-Vigernere算法实验-2017

实验⼀古典密码-Vigernere算法实验-2017

实验⼀古典密码-Vigenere算法

⼀、实验⽬的

1、理解简单加密算法的原理；

2、掌握Vigenere密码的原理，完成Vigenere密码加解密程序的编写；

3、通过实验，加深对古典密码体制的了解，掌握对字符进⾏灵活处理的⽅法。

⼆、实验预习提⽰

1、多表代换密码

多表代换密码是指以⼀系列（两个以上）代换表⼀次对明⽂消息空间中的明⽂消息元素进⾏代换的加密⽅法。如果代换序列为⾮周期的⽆限序列，即对每个明⽂字母都采⽤不同的代换表（或密钥）进⾏加密，则相应的密码称为⼀次⼀密钥密码。

⼀次⼀密钥密码是理论上唯⼀不可破译的密码，可称为是⽆条件安全的。如果⼀个密码体制被称为是⽆条件安全的，即是指即便提供⽆穷的计算资源，密码分析者也⽆法攻破该密码体制。如果⼀个密码体制被称为是计算安全的，则是指密码分析者根据可利⽤的资源⽆法攻破该密码体制。

由于⼀次⼀密钥密码需要的密钥量和明⽂消息长度相同，因⽽难以⼴泛使⽤。为了减少密钥量，在实际应⽤中多采⽤周期多表代换密码，即代换表个数有限，重复地使⽤。典型的多表代换密码包括维吉尼亚（Vigenere）密码、博福特（Beaufort）密码、滚动密钥（running-key）密码、弗纳姆（Vernam）密码和转轮（rotor machine）密码等。

2、Vigenere密码概述

Vigenere密码译为维吉尼亚密码或维热纳尔密码，维吉尼亚密码曾多次被发明。该⽅法最早记录在吉奥万?巴蒂斯塔?贝拉索（Giovan Battista Bellaso）于1553年所著的书《吉奥万?巴蒂斯塔?贝拉索先⽣的密码》（意⼤利语：La cifra del. Sig. Giovan Battista Bellaso）中。然⽽，后来在19世纪时被误传为是法国外交官布莱斯?德?维吉尼亚（Blaise De Vigenère）所创造，因此现在被称为“维吉尼亚密码”。

古典加密算法

实习一古典加密算法

一、实习目的

⒈熟悉Java平台开发环境；

⒉理解常见古典加密算法如：凯撒密码、多码替代密码、多字母替代密码、多表代替密码；

⒊理解古典加密中的替换、置换技术。

二、实习要求

⒈实习前认真预习相关的内容；

⒉对实习内容中给定的题目上机前先进行程序的编写和数据的准备；

⒊上机编辑、调试、运行程序，并保存最终程序，然后撰写实习报告；

⒋实习报告需按专门的报告纸书写，内容包括：实习名称、实习目的、内容、操作过

程、程序清单、运行结果、实习中出现的问题及解决方法、实习体会等。

三、实习内容

⒈[问题描述]

凯撒密码是把字母表中的每个字母用该字母后的某个字母进行替代。

凯撒密码的通用加密算法是：C=E(p)=(p+k) mod (26) 0<k<26

凯撒密码的通用解密算法是：p=D(C)=(C-k) mod (26) 0<k<26

⒉[基本要求]

实现凯撒密码的加密、解密算法，能够根据用户选择密钥(移位数)和明文进行加密、解密。

⒊[实现提示]

⑴用户可以通过命令行实现密钥和明文的选择；

⑵由于字母表中共26个字符，因此移位前应先将移动的位数(key)和26取模。在Java 中可以实现字符和整数的自动转换，因此将字符加上一个正整数即代表在字母表中右移多少位。如果移动的位数是负值，则代表在字母表中左移多少位。

⑶尽管移位之前已经将移动的位数和26取模，但是通过这种方式实现的右移或左移仍可能发生超界。因此移位后仍要判断是否做超界(c<’a’)则加26；向右超界(c>’z’)则减去26。

古典密钥加密法

古典密钥加密法：

原理：

1文字叙述：通过我们耳熟能详的词汇作为密钥，对明文进行加工成为密文，然后通过密钥将我们的密文还原成为明文。

2.数学描述：

明文：A 密钥：S 密文：B

加密算法:f(A,S);

解密算法：nf(B,S);

(s) 原理（过程）：A----→B加密过程

(S)

B---→A 解密过程

注意：在算法实现时加密与解密过程互为逆运算

核心算法思想：

例如抗日战争时期，我军前线准备一场反攻，前线部队听从司令部指挥，指挥是通过电台现在发送命令“明天五点发动反攻”；

f（A,S）操作

“明天五点发动反攻”------→”ming tian wu dian fa dong fa gong”转换为拼音

密钥：“玉兰花”--------.>”yu lan hua ”转换为拼音

对密钥进行加工去除重复字母-----→”yulanh”统计一共有六个不同的字母

然后对该字母进行排序（从小到大）则以上字母对应的顺序为“6 5 3 1 4 2”记为T

然后对明文进行第一次加工 1 2 3 4 5 6

“ming tian wu dian fa dong fan gong ”---------→“m i n g t i ”

a n w u d i

a n f a d o

n g f a n g

o n g

然后进行f(A,S)操作最后一步算法核心将如上矩阵中的字符按照密文统计顺序T 来找到密文密文：“iiog tddn nwffg maano guaa inngn”

然后将密文发送

因为nf（B,S）与f（A,S）为你操作现在只说核心部分nf（B,S）中讲密文转换成为明文它先得到了T 然后通过T得到明文

密码学实验指导书

密码学及应用实验指导

实验1古典密码

实验目的

1.理解代替密码学加密过程

2.理解置换密码学加密过程

实验环境

W i n d o w s和交换网络结构

实验工具

V C++6.0和密码工具

实验原理

一．C a e s a r(恺撒)密码

C a e s a r密码是传统的代替加密法，C a e s a r加密变换是：c=(m+k)m o d26

其中m是明文对应的数据，c是与明文对应的密文数据，k是加密用的参数，也为密钥。

很容易得到相应的C a e s a r解密变换是： m=D(c)=(c– k)m o d26

二．单表置换密码

单表置换密码也是一种传统的代替密码算法，在算法中维护着一个置换表，这个置换表记录了明文和密文的对照关系。在单表置换算法中，密钥是由一组英文字符和空格组成的，称之为密钥词组。

例如当输入密钥词组：I L O V E M Y C O U N T R Y后，对应的置换表如下：

实验步骤

凯撒密码

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W i n d o w s系统环境。

一．手动完成C a e s a r密码

（1）在实验原理部分我们已经了解了C a e s a r密码的基本原理，那么请同学们写出当密钥k=3时，对应明文：d a t a s e c u r i t y h a s e v o l v e d r a p i d l y的密文：。

（2）进入实验平台，单击工具栏中的“密码工具”按钮，启动密码工具，在向导区点击“C a e s a r密码”。在明文输入区输入明文：d a t a s e c u r i t y h a s e v o l v e d r a p i d l y。将密钥k调节到3，查看相应的密文，并与你手动加密的密文进行比较。

古典加密算法文档及代码

古典加密算法⽂档及代码

信息安全程序设计⼀

⼀、实验⽬的：学习并掌握密码学基础中古典加密体制的⼀些主要⽅法。

⼆、设计要求：编程实现移位密码、仿射密码、维吉尼亚密码和置换密码，要求如下：

1、程序输⼊为明⽂和密钥（对于仿射密码应该检查密钥的合法性）；

2、执⾏加密和解密过程；

3、输出加密的密⽂和解密恢复的明⽂，并和开始输⼊的明⽂进⾏⽐较。

三、设计步骤：

程序在JA V A环境中实现，由于编程基础不够扎实可能程序没有明显的体现出⾯向对象的风格，期望⽼师见谅。1：⾸先构造基本的古典加密界⾯

2：然后添加界⾯所⽤到的组件和注册监听器。

3：编写各个算法的加密和解密函数进⾏加密解密时的调⽤。

四、以下分别是构造界⾯，添加组件及监听器和各个算法实现代码，分别都有标注

import java.awt.*;

import javax.swing.*;

import java.awt.event.*;

/*构造古典加密算法界⾯*/

public class JMJM extends WindowAdapter implements ActionListener,ItemListener

{

Label l1=new Label("输⼊:"),l2=new Label("加密:"),l3=new Label("解密:"),l4=new Label("密钥:");

JFrame f;

TextField t1=new TextField(55),t2=new TextField(55),t3=new TextField(55),t4=new TextField(20);

古典密码实验报告赵凯鹏

古典密码实验

【实验原理】

代换密码体制的一般定义为M=C=K=Z26，其中M为明文空间、C为密文空间、K为密钥空间、Z26为26个整数(对应26个英文字母)组成的空间；要求26个字母与模26的剩余类集合{0,1,2,…,25}建立一一对应的关系。

一、移位密码

移位密码的加密实现上就是将26个英文字母向后循环移动k位，其加解密可分别表示为：

c=E k(m)=m+k(mod 26)

m=D k(c)=c-k(mod 26)

其中，m、c、k是满足0≤m,c,k≤25的整数。

二、乘法密码

乘法密码是通过对字母等间隔抽取以获得密文，其加解密可分别表示如下：

c=mk(mod 26)

m=ck-1(mod26)

其中，m、c、k是满足0≤m,c,k≤25，且gcd(k,26)=1的整数。

三、仿射密码

仿射密码的加密是一个线性变换，将移位密码和乘法密码相结合，其加解密可分别表示为：

c=E a,b(m)=am+b(mod 26)

m=D a,b(m)=a-1(c-b)(mod 26)

其中：a、b是密钥，是满足0≤a,b≤25和gcd(a,26)=1的整数，即a和26互素；a-1表示a的逆元，即a-1•a≡1 mod 26。

四、Playfair密码

Playfair是一个人工对称加密技术，由Charles Wheatstone在1854年发明，得名于其推广者Lord Playfair。Playfair密码是一种著名的双字母单表替代密码，实际上Playfair密码属于一种多字母替代密码，它将明文中的双字母作为一个单元对待，并将这些单元转换为密文字母组合。Playfair密码基于一个5×5的字母矩阵，该矩阵通过使用一个英文短语或单词串即密钥来构造，去掉密钥中重复的字母得到一个无重复字母的字符串，然后再将字母表中剩下的字母依次从左到右、从上往下填入矩阵中。