计算机密码学实验报告
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。
密码学MD5实验报告
实验四：密码学MD5实验报告
专业：计算机科学与技术班级：2015级姓名：孟亚超学号：2015040
String md5=get(exe);
long endTime =System.nanoTime();
double time=endTime-beginTime;
System.out.println("【运行结果】");
System.out.println("选择的文件是: "+exe.getName());
System.out.println("该文件MD5值: "+md5);
System.out.println("计算MD5用时: "+(time/1000000)+"毫秒");
}
}
程序运行结果截图
实验结果分析
我们不难发现，这两个EXE文件虽然内容不同，但是MD5值却是相同的！
MD5，用于确保信息传输完整一致。
是计算机广泛使用的杂凑算法之一（又译摘要算法、哈希算法），主流编程语言普遍已有MD5实现。
MD5算法具有以下特点：
1、压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。
2、容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。
3、抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。
4、强抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。
MD5的作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人密钥前被"压缩"成一种保密的格式（就是把一个任意长度的字节串变换成一定长的十六进制数字串）。
现代密码算法实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解现代密码学的基本原理和数论基础知识；2. 掌握非对称密码体制的著名代表RSA加密算法的工作原理和流程；3. 设计实现一个简单的密钥系统；4. 掌握常用加密算法AES和DES的原理及实现。
二、实验内容1. RSA加密算法实验2. AES加密算法实验3. DES加密算法实验三、实验原理1. RSA加密算法RSA算法是一种非对称加密算法，由罗纳德·李维斯特、阿迪·沙米尔和伦纳德·阿德曼三位密码学家于1977年提出。
其基本原理是选择两个大质数p和q，计算它们的乘积n=pq，并计算欧拉函数φ(n)=(p-1)(q-1)。
选择一个整数e，满足1<e<φ(n)且e与φ(n)互质。
计算e关于φ(n)的模逆元d。
公开密钥为(e,n)，私有密钥为(d,n)。
加密过程为C=Me mod n，解密过程为M=Cd mod n。
2. AES加密算法AES（Advanced Encryption Standard）是一种分组加密算法，采用128位分组大小和128、192或256位密钥长度。
AES算法主要分为四个阶段：初始轮、密钥扩展、中间轮和最终轮。
每个轮包括字节替换、行移位、列混淆和轮密钥加。
3. DES加密算法DES（Data Encryption Standard）是一种分组加密算法，采用64位分组大小和56位密钥长度。
DES算法主要分为16轮，每轮包括置换、置换-置换、S盒替换和密钥加。
四、实验步骤及内容1. RSA加密算法实验（1）选择两个大质数p和q，计算n=pq和φ(n)=(p-1)(q-1)；（2）选择一个整数e，满足1<e<φ(n)且e与φ(n)互质，计算e关于φ(n)的模逆元d；（3）生成公开密钥(e,n)和私有密钥(d,n)；（4）用公钥对明文进行加密，用私钥对密文进行解密。
2. AES加密算法实验（1）选择一个128、192或256位密钥；（2）初始化初始轮密钥；（3）进行16轮加密操作，包括字节替换、行移位、列混淆和轮密钥加；（4）输出加密后的密文。
《密码学》课程设计实验报告-分组密码DES2
《密码学》课程设计实验报告实验序号：02 实验项目名称：分组密码AES图：AES轮函数结构图：AES轮密钥产生2．AES 算法的基本运算（重点） 方法：通过编程代码实现下列运算：（1）8(2)GF 上的加法（教材 p83定义3-2） （为了描述方便，用花括号表示16进制，下同） 例：｛BC ｝⊕｛6A ｝=｛D6｝（下图中的A 3,3⊕K 3,3=B 3,3）计算或编程方法：按位异或（提示——C 、Java 等语言中的^运算符） （2）8(2)GF 上的多项式加法（教材 p83定义3-7） 例：a(x)={BC}x 3+{42} x 2+{9F} x+{4C}K(x)= {6A}x 3+{00} x 2+{5C} x+{57} a(x) ⊕K(x)= {D6}x 3+{42} x 2+{C3} x+{1B}计算或编程方法：按位异或（提示——C 、Java 等语言中的^运算符）A 0,0A 0,1A 0,2A 0,3A 1,0A 1,1A 1,2A 1,3A 2,0A 2,1A 2,2A 2,3A 3,0A 3,1A 3,2A 3,3K 0,0K 0,1K 0,2K 0,3K 1,0K 1,1K 1,2K 1,3K 2,0K 2,1K 2,2K 2,3K 3,0K 3,1K 3,2K 3,3＋B 0,0B 0,1B 0,2B 0,3B 1,0B 1,1B 1,2B 1,3B 2,0B 2,1B 2,2B 2,3B 3,0B 3,1B 3,2B 3,3A 3,3 ⊕K 3,3 ＝B 3,3 (mod 2)对于AES 中的轮密钥加运算，即可以表示为对应“字节”的加法，每格相加，即定义3-2；也可以表示为对应32位“字”的加法，每列相加，即定义3-7；甚至可以表示为整个128位“状态”的按位异或。
思考：在不同CPU 架构下，哪种表示方法的执行速度最快？（4）8(2)GF 上的多项式乘法（教材 p83定义3-8、p93优化方案） （a ）AES 中的列混合运算的实现其中的运算按列（32位字）实现，当然也可表述为下面的4×4的字节矩阵相乘：大家手工计算时，按列进行表述较为简单：例如下面的列混合计算：其中的第一列运算步骤为：在GF(28)中，加法就是按位XOR操作，乘法是根据在上述方程所示的规则执行的。
经典密码学实验报告
一、实验目的1. 了解经典密码学的基本原理和算法；2. 掌握古典密码的加密和解密方法；3. 通过编程实现古典密码的加密和解密过程；4. 体验古典密码的破解过程，加深对密码学原理的理解。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3.73. 开发工具：PyCharm三、实验内容本次实验主要涉及以下几种古典密码：1. 仿射密码2. 单表代替密码3. 维吉尼亚密码4. 移位密码1. 仿射密码（1）原理简介：仿射密码是一种单字母替换密码，加密公式为：Ci = (a pi + b) mod 26，其中，Ci 为密文，pi 为明文，a 和 b 为密钥。
（2）加密和解密代码实现：```pythondef encrypt(plain_text, a, b):cipher_text = ''for char in plain_text:if char.isalpha():cipher_text += chr(((ord(char.upper()) - ord('A') + a b) % 26) + ord('A'))else:cipher_text += charreturn cipher_textdef decrypt(cipher_text, a, b):plain_text = ''for char in cipher_text:if char.isalpha():plain_text += chr(((ord(char.upper()) - ord('A') - a b) % 26) + ord('A'))else:plain_text += charreturn plain_text```2. 单表代替密码（1）原理简介：单表代替密码是一种将明文中的每个字符映射到密文的密码，加密和解密过程是相反的。
密码学实验报告
密码学实验报告摘要：本实验旨在通过实践掌握基本密码学算法的原理和应用。
在本次实验中我们完成了Caesar密码、仿射密码、VIC密码和Hill密码的加密和解密过程，并进行了相应的分析和评价。
实验结果表明，不同的密码算法有各自的优缺点，应根据具体需求进行选择。
一、实验目的1.了解基本密码学算法的原理和应用。
2.通过实践掌握Caesar密码、仿射密码、VIC密码和Hill密码的加密和解密过程。
3.分析和评价各个密码算法的优缺点。
二、实验原理Caesar密码：是一种非常简单的单字母替换密码。
按照字母表上旋转的位置，每个字母都用它在字母表中的下一个字母替代。
仿射密码：通过将明文中的每个字母转换为另一个字母，实现加密。
明文中的每个字母通过使用一组固定的数学函数进行加密。
随机选择这些函数，并按正确的顺序应用它们。
VIC密码：将某些字母替换为其他字母组合的运算称为置换。
VIC密码使用10个钥匙，其中每个钥匙是一个置换。
通过使用不同的键，VIC密码可以很容易地产生四十亿多个不同的密码。
Hill密码：是一种基于线性代数理论的密码算法。
对于一个给定的矩阵α，Hill密码通过将明文划分为每个字母，然后将其与矩阵α乘法来加密，最后将结果映射回字母表中的字母。
三、实验过程1.实现Caesar密码的加密和解密。
2.实现仿射密码的加密和解密。
3.实现VIC密码的加密和解密。
4.实现Hill密码的加密和解密。
5.对各个密码算法进行分析和评价。
四、实验结果1.在Caesar密码中，明文是将每个字母按照一定的步长向右或向左移动来进行加密。
由于其简单性，Caesar密码的加密和解密都很容易，但安全性较低。
2.仿射密码是Caesar密码的扩展版本。
通过随机选择两个数字，仿射密码在加密的过程中使用模运算和线性函数组合对明文进行加密。
由于消息加密和解密都使用数学功能进行计算，因此密钥空间大于Caesar，也比较安全。
3.VIC密码使用多个置换键（通常为10），交替使用它们来完成加密和解密过程。
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。
密码学相关实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握常见的加密算法和密码体制的基本原理。
2. 学会使用密码学工具进行加密和解密操作。
3. 增强网络安全意识，提高对密码学在实际应用中的认识。
二、实验内容1. 仿射密码2. 单表代替密码3. 维吉尼亚密码4. AES加密算法三、实验原理1. 仿射密码：加密原理为将明文进行0~25字母编码，按照加密公式计算出密文对应位置的字母编码，最后从密文的字母编码还原出密文对应位置的字母。
解密原理与加密原理相反。
2. 单表代替密码：加密原理为利用代替表，将明文中的每个字符映射到密文。
解密原理为对代替表进行反向查找，由密文映射回明文。
3. 维吉尼亚密码：加密原理为通过加密方程Ci (pi k(i mod m)) mod 26，由明文得到密文。
解密原理为解密过程是加密过程的逆过程，通过解密方程pi (Cik(i mod m)) mod 26。
4. AES加密算法：是一种分组加密算法，将128位明文分为128位的数据块，使用密钥进行加密，得到128位的密文。
解密过程与加密过程相反。
四、实验步骤1. 仿射密码（1）选择明文：选择一段英文或数字，例如："Hello World！"（2）选择密钥：选择一个密钥a和模数m，例如：a=5，m=26。
（3）加密：将明文进行0~25字母编码，按照加密公式计算出密文对应位置的字母编码，最后从密文的字母编码还原出密文对应位置的字母。
（4）解密：将密文进行0~25字母编码，按照解密公式计算出明文对应位置的字母编码，最后从明文的字母编码还原出明文对应位置的字母。
2. 单表代替密码（1）构造代替表：选择一个代替表，将明文中的每个字符映射到密文。
（2）加密：将明文中的每个字符按照代替表进行映射，得到密文。
（3）解密：将密文中的每个字符按照代替表的逆映射，得到明文。
3. 维吉尼亚密码（1）选择密钥：选择一个密钥，例如："KEY"（2）加密：将明文和密钥进行异或操作，得到密文。
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。
密码学实验报告
密码学实验报告华中科技⼤学密码学课程设计实验报告院系：计算机科学与技术专业：信息安全班级：0803指导⽼师：崔国华姓名：谢昱镗学号：u2008141392011年2⽉27⽇⽬录密码学课程设计报告 (3)1. 引论 (3)2. DES ................................................................ 错误！未定义书签。
1.1原理 ...................................................... 错误！未定义书签。
1.2 DES的实现 (9)1.3相关函数 (9)3. 弱密钥的检测 (11)2.1定义 (11)2.2检测⽅法 (11)2.3检测弱密钥实现 (11)2.4相关函数 (12)4. 总结 (12)5.相关源码 (12)⼀、引论当今社会是信息化的社会。
为了适应社会对计算机数据安全保密越来越⾼的要求，美国国家标准局(NBS)于1997年公布了⼀个由IBM公司研制的⼀种加密算法，并且确定为⾮机要部门使⽤的数据加密标准，简称DES(Data Encrypton Standard)。
⾃公布之⽇起，DES算法作为国际上商⽤保密通信和计算机通信的最常⽤算法，⼀直活跃在国际保密通信的舞台上，扮演了⼗分突出的⾓⾊。
⼆、DES2.1、原理2.1.1、DES算法加密过程对DES算法加密过程图⽰的说明如下：待加密的64⽐特明⽂串m，经过IP置换后，得到的⽐特串的下标列表如下：该⽐特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。
R0⼦密钥K1(⼦密钥的⽣成将在后⾯讲)经过变换f(R0,K1)（f变换将在下⾯讲）输出32位的⽐特串f1,f1与L0做不进位的⼆进制加法运算。
运算规则为：f1与L0做不进位的⼆进制加法运算后的结果赋给R1，R0则原封不动的赋给L1。
L1与R0⼜做与以上完全相同的运算，⽣成L2，R2…… ⼀共经过16次运算。
密码学实验报告
一、实验目的1. 理解密码学的基本概念和原理。
2. 掌握常见的加密算法和解密算法。
3. 熟悉密码学的实际应用。
4. 培养实际操作能力和问题解决能力。
二、实验内容1. 古典密码学（1）单表替换密码实验内容：使用单表替换密码对一段明文进行加密和解密。
实验步骤：1）创建一个字符替换表；2）将明文中的每个字符替换为替换表中的对应字符；3）将替换后的字符拼接成密文；4）使用相同的替换表将密文解密，还原为明文。
（2）维吉尼亚密码实验内容：使用维吉尼亚密码对一段明文进行加密和解密。
实验步骤：1）确定密钥；2）按照密钥的长度将明文分成多个部分；3）对每个部分使用单表替换密码进行加密；4）将加密后的部分拼接成密文；5）使用相同的密钥和解密步骤将密文解密，还原为明文。
2. 现代密码学（1）DES加密算法实验内容：使用DES加密算法对一段明文进行加密和解密。
实验步骤：1）生成DES密钥；2）将明文分割成64位的数据块；3）对每个数据块进行加密，得到密文；4）使用相同的密钥和解密步骤将密文解密，还原为明文。
（2）AES加密算法实验内容：使用AES加密算法对一段明文进行加密和解密。
实验步骤：1）生成AES密钥；2）将明文分割成128位的数据块；3）对每个数据块进行加密，得到密文；4）使用相同的密钥和解密步骤将密文解密，还原为明文。
三、实验结果与分析1. 古典密码学实验结果单表替换密码和维吉尼亚密码的加密和解密效果良好，能够成功将明文加密为密文，再解密为明文。
2. 现代密码学实验结果DES和AES加密算法的加密和解密效果良好，能够成功将明文加密为密文，再解密为明文。
四、实验总结1. 通过本次实验，掌握了密码学的基本概念和原理。
2. 熟悉了常见的加密算法和解密算法，包括古典密码学和现代密码学。
3. 提高了实际操作能力和问题解决能力。
五、实验拓展1. 研究不同加密算法的优缺点，了解其在实际应用中的适用场景。
2. 学习更多密码学相关知识，如量子密码学、区块链密码学等。
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。
密码学实验报告-DES
密码学应用与实践课程实验报告实验1：实现DES密码体制2)子密钥的生成64比特的密钥生成16个48比特的子密钥。
其生成过程见图：3)解密DES的解密过程和DES的加密过程完全类似，只不过将16圈的子密钥序列K1，K2……K16的顺序倒过来。
即第一圈用第16个子密钥K16，第二圈用K15，其余类推。
第一圈：加密后的结果L=R15, R=L15⊕f(R15,K16)⊕f(R15,K16)=L15同理R15=L14⊕f(R14,K15), L15=R14。
同理类推：得 L=R0, R=L0。
3.密钥生成（1）取得密钥从用户处取得一个64位(本文如未特指，均指二进制位))长的密码key ,去除64位密码中作为奇偶校验位的第8、16、24、32、40、48、56、64位,剩下的56位作为有效输入密钥.（2）等分密钥（3）密钥移位DES算法的密钥是经过16次迭代得到一组密钥的,把在1.1.2步中生成的A,B视为迭代的起始密钥. 比如在第1次迭代时密钥循环左移1位,第3次迭代时密钥循环左移2位. 第9次迭代时密钥循环左移1位,第14次迭代时密钥循环左移2位.第一次迭代:A(1) = ǿ(1) AB(1) = ǿ(1) B第i次迭代:A(i) = ǿ(i) A(i-1)B(i) = ǿ(i) B(i-1)（4）密钥的选取在（3）步中第i次迭代生成的两个28位长的密钥为把合并按照表4所示k的第一位为56位密钥的第14位，k的第2位为56位密钥的第17位，...，依此类推，k的最后一位最后一位是56位密钥的第32位。
生成与进行第i次迭代加密的数据进行按位异或的48位使用密钥:（5）迭代DES算法密钥生成需要进行16次迭代,在完成16次迭代前,循环执行（3）（4）步.最终形成16套加密密钥:key[0] , key[1] , key[2] ,…. key[14] , key[15] .（1）取得数据把明文数据分成64位的数据块，不够64位的数据块以适当的方式补足。
AES——密码学实验报告
实验报告【实验名称】AES加密解密实验姓名：学号：班级：日期：10月20日【实验目的】1.掌握AES算法的基本原理2.了解AES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【实验内容】1.掌握AES算法的原理及过程2.完成AES密钥扩展运算3.完成AES数据加密运算【实验步骤】1.打开“AES理论学习”，掌握DES算法的加解密原理;2.打开“AES算法流程",开始DES单步加密实验,如图10—1；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“字节矩阵”按钮,将输入的密钥转化为密钥字节矩阵,从左至右每一列依次为W0，W1，W2，W3；5.依次点击“RotWord”、“SubWord”、“轮常量异或”，对W3依次进行“循环移位”、“S盒”、“轮常量异或”操作并与W0异或得到W4，；6.点击“异或”按钮,使得W1与W4进行异或得到W57.点击“生成W6和W7”按钮,生成W6和W78.点击“生成所有轮密钥"按钮，生成1~10轮轮密钥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“字节矩阵"按钮，将输入明文转化为明文字节矩阵；11.点击“AddRoundKey”按钮，使明文字节矩阵与密文字节矩阵进行逐比特异或；12.接下来进行第一轮操作，依次点击“SubBytes”、“ShiftRows"、“MixColumns”、“AddRoundKeys"按钮，对经过轮密钥加操作的字节矩阵依次进行字节替换、行移位、列混合和逐字节异或操作，得到新的字节矩阵;13.对上一步得到的结果连续进行8轮上一步的四步操作得到新的字节矩阵；14.第十轮的时候依次进行字节替换、行移位、轮密钥加操作（不需要列混合）得到最终的密文字节矩阵。
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。
计算机密码学实验报告
院系：计算机科学学院专业：网络工程产业班年级： 2013 课程名称：信息安全学号： 201321093022 姓名：刘浏指导教师：孟博2016年 6 月 6 日年级 2013级班号产业班学号 201321093022专业网络工程姓名刘浏实验名称 Enigma密码算法实验类型设计型综合型创新型实验目的或要求通过使用Enigma密码模拟器，加深对古典密码体制的了解，为深入学习现代密码学奠定基础。
实验原理（算法流程）（1）消息的发送着利用Enigma模拟器进行下列操作：明文：INFORMATION SECURITY模拟器参数设置：UKW: BWalzen: I II VRingstellung: F-06 V-22 N-14Stecker: BG CD ER FV HN IU JK LM OP TY生成：在转子的起始位置：XWB，生成INFORMA TION SECURITY的密文；同时给出模拟器在此结果时的屏幕截图。
写不完时，可另加附页。
）然后把转子的起始位置设为ABC，求出XWB的密文；同时给出模拟器在此结果时的屏幕截图。
最后把模拟器参数设置，转子的起始位置ABC，XWB的密文，INFORMATION SECURITY的密文发送给接收者。
发送内容：PPX CTIZJ OCYNE EEADH HA VE（2）接收者收到信息后：对XWB 的密文，INFORMATION SECURITY的密文进行解密，给出明文，并且分别给出相应的屏幕截图。
明文为：INFORMA TION SECURITY组内分工（可选）实验结果分析及心得体会实验输出截图：可以清楚地看见签名的信息、公钥产生的值（未完全截图）、私钥的值，以及私钥的签名结果和签名的认证结果。
它们的计算方法和产生过程已经在前面讲清楚了，根据写入的消息（明文信息）计算出来的消息摘要、解密数字签名得到的消息摘要（即是本设计中的解密信息）。
如果两个消息摘要是一样的则证明RSA 数字签名者的身份的真实性，从而实现了RSA数字签名。
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院系：计算机科学学院专业：网络工程产业班年级： 2013 课程名称：信息安全学号： ************ *名：**指导教师：**2016年 6 月 6 日年级 2013级班号产业班学号 201321093022专业网络工程姓名刘浏实验名称 Enigma密码算法实验类型设计型综合型创新型实验目的或要求通过使用Enigma密码模拟器，加深对古典密码体制的了解，为深入学习现代密码学奠定基础。
实验原理（算法流程）（1）消息的发送着利用Enigma模拟器进行下列操作：明文：INFORMATION SECURITY模拟器参数设置：UKW: BWalzen: I II VRingstellung: F-06 V-22 N-14Stecker: BG CD ER FV HN IU JK LM OP TY生成：在转子的起始位置：XWB，生成INFORMA TION SECURITY的密文；同时给出模拟器在此结果时的屏幕截图。
写不完时，可另加附页。
）然后把转子的起始位置设为ABC，求出XWB的密文；同时给出模拟器在此结果时的屏幕截图。
最后把模拟器参数设置，转子的起始位置ABC，XWB的密文，INFORMATION SECURITY的密文发送给接收者。
发送内容：PPX CTIZJ OCYNE EEADH HA VE（2）接收者收到信息后：对XWB 的密文，INFORMATION SECURITY的密文进行解密，给出明文，并且分别给出相应的屏幕截图。
明文为：INFORMA TION SECURITY组内分工（可选）实验结果分析及心得体会实验输出截图：可以清楚地看见签名的信息、公钥产生的值（未完全截图）、私钥的值，以及私钥的签名结果和签名的认证结果。
它们的计算方法和产生过程已经在前面讲清楚了，根据写入的消息（明文信息）计算出来的消息摘要、解密数字签名得到的消息摘要（即是本设计中的解密信息）。
如果两个消息摘要是一样的则证明RSA 数字签名者的身份的真实性，从而实现了RSA数字签名。
成绩评定教师签名：年月日实验原理（算法流程）图1 程序数据流示意图本实验使用JSP+APPLET+JA V ABEAN技术：A.程序逻辑结构：客户端通过浏览器下载APPLET和加密解密算法jar包，把密码加密成密文后发往服务器。
服务器接收到后调用JA V ABEAN组件的方式解密密文，得到密码，连接数据库，查询数据库，对登陆信息中用户名和密码验证。
B.JavaBean组件JavaBean就是一个Java类，也就意味着，JA V A的一切特性，此JavaBean没有图形显示代码，只是完成基本业务逻辑，JavaBean可以使用JA V A的封装、继承、多态，使用JavaBean 封装许多重复调用的代码，使用JavaBean可以达到显示与业务的分离，显示使用JSP，业务使用JavaBeanJavaBean的优点（写不完时，可另加附页。
）·提高代码的可复用性—对于通用的事务处理逻辑，数据库操作等都可以封装在JavaBean中，通过调用JavaBean的属性和方法可以快速的进行程序设计。
·程序易于开发维护—实现逻辑的封装，使事务处理和显示互不干扰。
·支持分布式运用—多用JavaBean，尽量减少java代码和Jsp的混编。
C.Applet组件Applet或Java小应用程序是一种在Web环境下，运行于客户端的Java程序组件。
它也是上世纪90年代中期，Java在诞生后得以一炮走红的功臣之一。
通常，每个Applet的功能都比较单一（例如仅用于显示一个舞动的Logo），因此它被称作“小应用程序”。
Applet必须运行于某个特定的“容器”，这个容器可以是浏览器本身，也可以是通过各种插件，或者包括支持Applet的移动设备在内的其他各种程序来运行。
与一般的Java应用程序不同，Applet不是通过main方法来运行的。
在运行时Applet通常会与用户进行互动，显示动态的画面，并且还会遵循严格的安全检查，阻止潜在的不安全因素（例如根据安全策略，限制Applet对客户端文件系统的访问）。
图2 Applet程序运行图代码实现与截图展示：用户登录组建如下所示：代码如下所示：import java.awt.*;import java.applet.Applet;import java.awt.event.*;import ng.String;import com.mima.jiami;public class abc extends Applet{public Label nameLabel,passwardLabel,titleLabel;public TextField name,passward;public void init(){setLayout(null);titleLabel = new Label("用户登陆");titleLabel.setFont(new Font("Times New Roman",Font.BOLD,30));titleLabel.setBackground(Color.orange);nameLabel = new Label("用户名：");nameLabel.setFont(new Font("Times New Roman",Font.BOLD,30));登陆页面如下所示：代码如下所示：<%@page contentType="text/html;charset=gb2312"%><HTML><HEAD><TITLE>小测试</TITLE></HEAD><BODY><center><form action="login_conf.jsp" method=post name="myForm" ><APPLET CODE="abc.class" id=abc archive="com.mima.jar"WIDTH="700"HEIGHT="300"></APPLET><p><input type=hidden name="name"></p><p><input type=hidden name="password"></p><script language=JScript>function processApplet(){ .value = abc.getName();parent.myForm.password.value = abc.getPassword();/* alert("Sent to form: Image Name: " +.value +" Image Number: " +parent.myForm.password.value);*/}</script><input type=submit value="确认" style="width:100px;height:30px"language="JScript" onClick="processApplet();"></form></center></BODY></HTML>登陆成功界面：代码如下所示：<%@page contentType="text/html;charset=gb2312"%> <html><head><title>登陆</title></head><body><center><h1>登陆范例——用户名及密码固定</h1><hr><br><br><h2>登陆成功</h2><h3>欢迎<font color="red" size="15"><%=request.getParameter("name")%></font>光临！！！</h3></center></body></html>登录失败界面：代码如下所示：<%@page contentType="text/html;charset=gb2312"%> <html><head><title>登陆</title></head><body><center><h1>登陆范例——用户名及密码固定</h1><hr><br><br><h2>登陆失败</h2><h3>错误的用户名及密码！！！</h3><a href="login.jsp">重新登陆</a></center></body></html>保存用户名与密码到数据库界面：代码如下所示：<%@ page contentType="text/html;charset=gb2312"%><jsp:useBean id="Sec" scope="page" class="com.mima.jiemi"/><jsp:useBean id="Co" scope="page" class="com.SqlConnection.SqlBean"/> <html><head><title>登陆</title></head><body><center><h1>登陆范例——用户名及密码保存在数据库</h1><hr><br><br><%String sqlQuery;sqlQuery="SELECT name FROM test WHEREname='"+request.getParameter("name")+"'andpassword='"+Sec.jieMi(request.getParameter("password"))+"'";Boolean flag = Co.executeQuery(sqlQuery);if(flag){%><jsp:forward page="login_success.jsp"/><%}else{%><jsp:forward page="login_failure.jsp"/><%}%></center></body></html>。