密码学报告 (2)
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。
维吉尼亚密码学实验报告
一、实验目的1. 理解维吉尼亚密码的原理和加密解密过程。
2. 掌握维吉尼亚密码的编程实现。
3. 破解维吉尼亚密码，提高密码学应用能力。
二、实验原理维吉尼亚密码是一种多表密码，它通过将明文与密钥进行组合，实现字符的替换加密。
加密过程中，密钥的长度决定了密钥表的大小，密钥表中的每一行对应一个密钥，加密时按照密钥表中的行进行替换。
解密过程则是加密过程的逆过程。
三、实验内容1. 维吉尼亚密码的加密与解密实现（1）加密① 创建密钥表：根据密钥长度生成密钥表，密钥表中每一行对应一个密钥，密钥长度等于明文长度。
② 对明文进行加密：将明文中的每个字符按照密钥表中的行进行替换，得到密文。
（2）解密① 创建密钥表：根据密钥长度生成密钥表。
② 对密文进行解密：将密文中的每个字符按照密钥表中的行进行替换，得到明文。
2. 维吉尼亚密码的破解（1）重合指数法① 计算密文的重合指数：将密文与英文常见单词的重合指数进行比较，选择重合指数最高的密钥长度。
② 遍历密钥长度：对于每个密钥长度，遍历26个可能的偏移量，计算重合指数，选择重合指数最高的偏移量。
③ 解密密文：根据密钥长度和偏移量，对密文进行解密，得到可能的明文。
（2）暴力破解法① 遍历密钥长度：遍历所有可能的密钥长度。
② 遍历密钥：对于每个密钥长度，遍历所有可能的密钥。
③ 解密密文：根据密钥长度和密钥，对密文进行解密，得到可能的明文。
四、实验步骤1. 创建密钥表根据密钥长度生成密钥表，密钥表中每一行对应一个密钥。
2. 加密明文将明文中的每个字符按照密钥表中的行进行替换，得到密文。
3. 解密密文将密文中的每个字符按照密钥表中的行进行替换，得到明文。
4. 破解密文（1）重合指数法① 计算密文的重合指数。
② 遍历密钥长度。
③ 遍历密钥。
④ 解密密文。
（2）暴力破解法① 遍历密钥长度。
② 遍历密钥。
③ 解密密文。
五、实验结果与分析1. 加密与解密实验结果表明，维吉尼亚密码的加密和解密过程能够正确实现，密文与明文能够成功还原。
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(AES,RSA)
华北电力大学实验报告||实验名称现代密码学课程设计课程名称现代密码学||专业班级：学生姓名：学号：成绩：指导教师：实验日期：[综合实验一] AES-128加密算法实现 一、实验目的及要求（1）用C++实现；（2）具有16字节的加密演示；（3）完成4种工作模式下的文件加密与解密：ECB, CBC, CFB,OFB.二、所用仪器、设备计算机、Visual C++软件。
三. 实验原理3.1、设计综述AES 中的操作均是以字节作为基础的，用到的变量也都是以字节为基础。
State 可以用4×4的矩阵表示。
AES 算法结构对加密和解密的操作，算法由轮密钥开始，并用Nr 表示对一个数据分组加密的轮数(加密轮数与密钥长度的关系如表2所示)。
AES 算法的主循环State 矩阵执行1 r N 轮迭代运算，每轮都包括所有 4个阶段的代换，分别是在规范中被称为 SubBytes(字节替换)、ShiftRows(行位移变换)、MixColumns(列混合变换) 和AddRoundKey ，(由于外部输入的加密密钥K 长度有限，所以在算法中要用一个密钥扩展程序(Keyexpansion)把外部密钥 K 扩展成更长的比特串，以生成各轮的加密和解密密钥。
最后执行只包括 3个阶段 (省略 MixColumns 变换)的最后一轮运算。
表2 AES 参数比特。
3.2、字节代替（SubBytes ）AES 定义了一个S 盒，State 中每个字节按照如下方式映射为一个新的字节：把该字节的高4位作为行值，低4位作为列值，然后取出S 盒中对应行和列的元素作为输出。
例如，十六进制数{84}。
对应S 盒的行是8列是4，S 盒中该位置对应的值是{5F}。
S 盒是一个由16x16字节组成的矩阵，包含了8位值所能表达的256种可能的变换。
S 盒按照以下方式构造：(1) 逐行按照升序排列的字节值初始化S 盒。
第一行是{00}，{01}，{02}，…，{OF}；第二行是{10}，{l1}，…，{1F}等。
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》课程设计实验报告-分组密码工作模式
《密码学》课程设计实验报告实验序号：03 实验项目名称：分组密码工作模式分组工作模式具体说明➢电话本模式⏹直接利用分组密码对明文的各分组进行加密⏹缺点1.不能解决短块问题2.容易暴露明文的数据模式。
在计算机系统中，许多数据都具有某种固有的模式，这主要是由数据冗余和数据结构引起的。
例如，各种计算机语言的语句和指令都十分有限，因为在程序中便表现为少量的语句和指令的大量重复⏹流程图➢明密文链接模式⏹设明文M=(M1,⋯,M n)，相应的密文C=(C1,⋯,C n)C i={E(M i⊕Z,K), i=1E(M i⊕M i−1⊕C i−1,K), i=2,⋯,n⏹特点1.加解密错误传播无界2.无法处理短块⏹流程图➢密文链接模式⏹由于明密文链接模式具有加解密错误传播无界的特性，而磁盘等文件通常希望错误传播有界，这时可采用密文链接模式⏹设明文M=(M1,⋯,M n)，相应的密文C=(C1,⋯,C n)C i={E(M i⊕Z,K), i=1E(M i⊕C i−1,K), i=2,⋯,n⏹特点1.无法处理短块2.加密错误传播无界，解密错误传播有界➢输出反馈模式⏹将一个分组密码转换为一个密钥序列产生器，从而可以实现用分组密码按流密码的方式进行加解密。
⏹特点1.工作模式的安全性取决于分组密码本身的安全性2.可以解决短块加密3.无错误传播4.适用于加密冗余度较大的数据，例如语音和图像数据⏹流程图➢密文反馈模式⏹与输出反馈的工作原理基本相同，所不同的仅仅是反馈到移位寄存器R的不是E输出中的最右s位，而是密文c i的s位⏹流程图➢X CBC模式⏹X CBC模式解决了CBC模式要求明文数据的长度是密码分组长度的整数倍的限制，可以处理任意长的数据⏹优点1.可以处理任意长度的数据2.适用于计算产生检测数据完整性的消息认证码MAC⏹缺点1.使用3个密钥，密钥的存储和加解密控制都比较麻烦2.接受双方需要共享填充的消息长度➢CTR模式⏹与密文反馈工作模式和输出反馈工作模式一样，把分组密码转换为序列密码，在本质上是利用分组密码产生密钥序列，按序列密码的方式进行加密⏹优点1.可并行，效率高2.适合任意长度的数据3.加解密速度快⏹缺点1.没有错误传播，不适用于数据完整性验证⏹流程图五、分析与讨论1)分组密码不同的工作模式各有各的特点，例如有些工作模式需要处理短块，有些则不需要；有些模式具有错误传播无界的特性，有些则没有。
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》课程设计实验报告-数字签名
《密码学》课程设计实验报告实验序号：06 实验项目名称：数字签名RSA签名RSA签名核心代码说明由于在实验报告5中已经对RSA的相关代码进行了分析，这里主要给出签名和验签的代码。
在对某个二进制文件进行签名之前，我们首先需要计算其数据摘要，这里我们采用md5哈希算法，其对应的代码如下md5哈希算法在RSA的签名中，其实就是用私钥进行解密的过程，其对应的代码如下RSA签名其中解密对应的代码如下，pow函数提供了快速幂的功能RSA解密在RSA验签的过程中，其实就是用公钥进行加密的过程，其对应的代码如下RSA验签其中加密对应的算法如下RSA加密RSA签名实验结果演示首先是计算待签名文件的md5值md5结果对得到的md5值进行签名，可以得到如下的结果RSA签名结果对签名进行验签，可以发现成功验证签名验证签名ECC签名代码整体说明相关文件(ecc.py)由于在前面的ECC加解密(实验报告5)中已经对ECC的相关接口进行了介绍，这里我们不再重复。
这里主要给出签名和验签的主要流程签名的主要流程如下1.选择一个随机数k，k∈{1,2,⋯,n−1}2.计算点R(x R,y R)=kG，并记r=x R3.利用保密的解密钥d计算s=(Hasℎ(m)−dr)k−1 (mod n)4.以<r,s>作为消息m的签名，并以<m,r,s>的形式传输或者存储验签的主要流程如下1.计算s−1 (mod n)2.利用公开的加密钥Q计算U(x U,y U)=s−1(Hasℎ(m)G−rQ)3.如果x U=r，则<r,s>是用户A对m的签名ECC签名核心代码说明由于在实验报告5中已经对ECC的相关代码进行了分析，这里主要给出签名和验签的代码。
进行签名的代码主要如下，可以发现和我们上面提到的签名步骤是一一对应的ECC签名进行验签的代码如下，和上述我们提到的验签步骤也是一一对应的ECC验签ECC签名实验结果演示同RSA签名一样，我们首先需要计算文件对应的数据摘要，这里我们使用md5哈希算法md5数据摘要接着对数据摘要进行签名，得到如下的签名结果ECC签名结果对得到的签名进行验签，可以发现成功验证ECC验签五、分析与讨论1)与ECC的签名相比，RSA的签名和验签显得更为优雅，即解密对应签名，加密对应验签2)和RSA签名相比，ECC引入了随机数k，使得即使对同一个数据进行签名，产生的结果也可能不一样，这在一定程度上增加了ECC签名的安全性3)与传统的分组密码相比，使用公钥密码实现数字签名非常方便且更加安全。
密码分析学实验报告
一、实验目的本次实验旨在让学生了解密码分析学的基本原理和方法，掌握密码分析的基本步骤，并能够运用所学知识对简单的加密算法进行破解。
通过实验，提高学生对密码分析学的认识和实际操作能力。
二、实验内容1. 实验背景密码分析学是研究密码的编制和破译的学科，其主要任务是分析密码系统的安全性，找出其弱点，从而提高密码系统的安全性。
本次实验将针对古典密码和现代密码进行分析。
2. 实验步骤（1）古典密码分析①移位密码分析：选取一组明文和密钥，通过编写程序实现移位密码的加密和解密操作，观察并分析加密结果。
②维吉尼亚密码分析：选取一组明文和密钥，通过编写程序实现维吉尼亚密码的加密和解密操作，观察并分析加密结果。
③周期置换密码分析：选取一组明文和密钥，通过编写程序实现周期置换密码的加密和解密操作，观察并分析加密结果。
（2）现代密码分析①公钥密码分析：选取一组公钥和私钥，通过编写程序实现公钥密码的加密和解密操作，观察并分析加密结果。
②对称密码分析：选取一组密钥，通过编写程序实现对称密码的加密和解密操作，观察并分析加密结果。
3. 实验结果与分析（1）古典密码分析结果①移位密码：通过编写程序，我们可以观察到当密钥正确时，加密后的密文与明文之间的差异较大；当密钥错误时，加密后的密文与明文之间的差异较小。
②维吉尼亚密码：通过编写程序，我们可以观察到当密钥正确时，加密后的密文与明文之间的差异较大；当密钥错误时，加密后的密文与明文之间的差异较小。
③周期置换密码：通过编写程序，我们可以观察到当密钥正确时，加密后的密文与明文之间的差异较大；当密钥错误时，加密后的密文与明文之间的差异较小。
（2）现代密码分析结果①公钥密码：通过编写程序，我们可以观察到当公钥和私钥正确时，加密后的密文与明文之间的差异较大；当公钥和私钥错误时，加密后的密文与明文之间的差异较小。
②对称密码：通过编写程序，我们可以观察到当密钥正确时，加密后的密文与明文之间的差异较大；当密钥错误时，加密后的密文与明文之间的差异较小。
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。
数学实验报告密码
一、实验目的1. 理解密码学的基本概念和原理；2. 掌握常见的加密和解密算法；3. 分析密码学的安全性问题；4. 培养实践操作能力。
二、实验原理密码学是一门研究信息加密、解密的学科，旨在保护信息安全。
本实验主要涉及以下基本概念：1. 密码：将明文信息转换成难以理解的密文信息的过程；2. 解密：将密文信息转换成明文信息的过程；3. 加密算法：实现加密操作的数学方法；4. 解密算法：实现解密操作的数学方法；5. 密钥：加密和解密过程中使用的参数，用于保证信息的保密性。
三、实验内容1. 研究对称加密算法（1）选取一种对称加密算法，如AES（高级加密标准）；（2）编写程序实现AES加密和解密过程；（3）对实验数据进行加密和解密，验证算法的正确性。
2. 研究非对称加密算法（1）选取一种非对称加密算法，如RSA（公钥加密算法）；（2）编写程序实现RSA加密和解密过程；（3）对实验数据进行加密和解密，验证算法的正确性。
3. 研究数字签名（1）选取一种数字签名算法，如SHA-256；（2）编写程序实现数字签名和验证过程；（3）对实验数据进行签名和验证，验证算法的正确性。
4. 分析密码学安全性问题（1）研究密码学中常见的攻击方法，如暴力破解、中间人攻击等；（2）分析密码学算法的安全性，探讨如何提高密码系统的安全性。
四、实验步骤1. 研究对称加密算法（1）了解AES加密算法的基本原理；（2）编写程序实现AES加密和解密过程；（3）对实验数据进行加密和解密，验证算法的正确性。
2. 研究非对称加密算法（1）了解RSA加密算法的基本原理；（2）编写程序实现RSA加密和解密过程；（3）对实验数据进行加密和解密，验证算法的正确性。
3. 研究数字签名（1）了解SHA-256算法的基本原理；（2）编写程序实现数字签名和验证过程；（3）对实验数据进行签名和验证，验证算法的正确性。
4. 分析密码学安全性问题（1）研究密码学中常见的攻击方法；（2）分析密码学算法的安全性，探讨如何提高密码系统的安全性。
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 上机实验二报告(Matlab)
state = sub_bytes (state, inv_s_box);
% Display intermediate result if requested
ifverbose_mode
disp_hex ('After inv_sub_bytes : ', state)
end
% Extract the current round key (4 x 4 matrix) from the expanded key
程序清单：
程序代码如下所示：
functionplaintext = inv_cipher (ciphertext, w, inv_s_box, inv_poly_mat, vargin)
ifnargin > 0
% Switch the verbose mode flag on
verbose_mode = 1;
信息安全与密码学实验报告
序号
班级
姓名
学号
日期
时间
地点
1
信计1002
王志新
41064035
2012.12.10
18:00-21:00
实验楼102
指导教师：候书会
实验名称：
1、上机实验二
实验内容：
实验四现代对称密码学实验（验证性实验，4学时）
1、AES
A、实验内容：熟悉AES算法，并实现AES；
B、测试数据：任意，并验证加/解密结果。
else
% generate the column vector [16 13 10 7]'
col = (16 : -3 : 7)';
end
% Generate the row vector [0 4 8 12]
分析密码学的研究报告总结
分析密码学的研究报告总结密码学是研究如何保护通信和数据的安全的学科。
它涉及加密算法、密钥管理、身份验证和数据传输的安全性等多个方面。
本文对密码学的研究进行了分析，并总结了一些关键的发现。
密码学的起源密码学的起源可以追溯到古代，在古代，人们通过替换字母、移位字母等方式来加密通信内容。
随着技术的发展，密码学逐渐从纸笔时代转向了计算机时代。
现代密码学主要分为两类：对称密码学和公钥密码学。
对称密码学对称密码学使用相同的密钥进行加密和解密。
其中最著名的对称加密算法是DES（Data Encryption Standard）和AES（Advanced Encryption Standard）。
这些算法通过密钥的保密性来保护数据的安全性。
然而，对称密码学存在密钥分发的难题，即如何安全地将密钥交付给通信双方。
公钥密码学公钥密码学使用一对密钥，即公钥和私钥。
公钥可以公开，私钥保密。
公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。
最著名的公钥密码学算法是RSA算法。
公钥密码学解决了对称密码学中的密钥分发问题，但其加密和解密密钥的计算复杂度较高。
密码学的应用密码学在现代通信和信息安全领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的密码学应用：SSL/TLSSSL（Secure Sockets Layer）和TLS（Transport Layer Security）是用于保护网络通信的协议。
它们使用公钥密码学来建立加密的通信通道，确保数据在传输过程中的机密性和完整性。
数字签名数字签名用于验证信息的真实性和完整性。
它使用公钥密码学中的私钥对数据进行加密，然后使用公钥对加密数据进行解密。
这样，可以确保数据未被篡改，并且只能由合法的发送方发送。
VPNVPN（Virtual Private Network）用于在公共网络上建立安全的私人网络连接。
它使用密码学算法来加密数据传输，并保护用户的隐私。
加密货币加密货币使用密码学技术保护交易的安全性。
它使用公钥密码学来保护交易的机密性，并使用哈希函数来确保交易的完整性。
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。
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武汉理工大学理学院数学系课程实验报告课程名称：信息安全技术与密码学班级日期2016.4.20 成绩评定姓名实验室108 老师签名学号实验名称分组密码算法所用软件运行windows或linux操作系统的PC机，具有gcc （linux）、VC （windows）等 c 语言的编译环境。
实验目的及内容一、实验目的通过采用现成的分组密码算法的软件程序，对实际数据进行加解密运算和验证，重点掌握分组密码算法的基本原理和实现方法，加深对分组密码加解密算法的认识和理解。
实验原理步骤二．实验原理AES 分组密码拥有 128 比特的分块长度，而且可以使用 128,192 或者256 比特大小的密钥。
密钥长度影响着密钥编排（即在每一轮中使用的子密钥）和轮的次数，但不影响每一轮中的高级结构。
在 AES 计算中，有一个被称为状态的 4×4 字节数组，是通过多轮操作来修改的。
这个状态的最初设置就是分组密码的输入。
下面的操作会在每一轮的4 个阶段中操作这个状态。
（1）阶段 1—密钥加（AddRoundKey）：在 AES 的每一轮中，128 比特的子密钥都是从主密钥推导出来的，并表示成 4×4 字节数组。
状态数组与子密钥数组异或，实现更新。
（2）阶段 2—字节代替（SubBytes）：在这一步中，状态数组中的每个字节被替换成另一个字节。
这个替换是由一个替换表（S 盒）决定的。
（3）阶段 3—行移位（ShiftRows）：在这一步中，状态数组的每一行按如下方式向左循环移位：第一行不动，第二行左移一位，第三行左移两位，第四行左移三位。
（4）阶段 4—列混合（MixColumns）：在这一步中，对每一列进行可逆的线性变换。
AES 中的轮数取决于密钥长度。
128 比特的密钥对应 10 轮，192 比特的密钥对应 12 轮，256 比特的密钥对应 14 轮。
在 AES 的最后轮，列混合被额外的密钥加取代。
三．实验内容及注意事项根据分组密码的特点，采用现成的分组密码算法程序（也可以从有关网站下载），选取下列算法之一进行实验：（1）采用 DES 密码算法软件，实现对实际数据的加解密操作。
（2）采用 AES 密码算法软件，实现对实际数据的加解密操作。
（3）分析各自密码算法中加解密和子密钥产生的典型模块的主要功能，并说明编程源程序对存储空间和运行速度的影响。
（（4 ）独立编程完成 AES 密码算法的加解密操作。
四．实验步骤(1)预习分组密码加解密算法的基本原理，加深对所提供的源程序的理解。
(2)根据所提供的软件实现已知明文消息的加解密结果。
(3)通过自己编程，上机验证给定的分组密码加解密的结果。
实验结果及分析实验源代码：#include "stdafx.h"#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#define ENCRYPT 1#define DECRYPT 0static void printHex ( char *cmd, int len );static void printArray ( const char *In, int len );static void F_func ( bool In[32], const bool Ki[48] ); // f函数static void S_func ( bool Out[32], const bool In[48] ); // S盒代替static void Transform ( bool *Out, bool *In, const char *Table, int len ); // 变换static void Xor ( bool *InA, const bool *InB, int len ); // 异或static void RotateL ( bool *In, int len, int loop ); // 循环左移static void ByteToBit ( bool *Out, const char *In, int bits ); // 字节组转换成位组static void BitToByte ( char *Out, const bool *In, int bits ); // 位组转换成字节组// 16位子密钥static bool SubKey[16][48];// 64位经过PC1转换为56位(PC-1)const static char PC1_Table[56] ={57, 49, 41, 33, 25, 17, 9,1, 58, 50, 42, 34, 26, 18,10, 2, 59, 51, 43, 35, 27,19, 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 };// 左移const static char LOOP_Table[16] = {1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2,1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1};// 排列选择2 (PC-2)const static char PC2_Table[48] = {14, 17, 11, 24, 1, 5,3, 28, 15, 6, 21, 10,23, 19, 12, 4, 26, 8,16, 7, 27, 20, 13, 2,41, 52, 31, 37, 47, 55,30, 40, 51, 45, 33, 48,44, 49, 39, 56, 34, 53,46, 42, 50, 36, 29, 32};// Ri_1（32位）经过变换E后膨胀为48位(E) void F_func static const char E_Table[48] ={32, 1, 2, 3, 4, 5,4, 5, 6, 7, 8, 9,8, 9, 10, 11, 12, 13,12, 13, 14, 15, 16, 17,16, 17, 18, 19, 20, 21,20, 21, 22, 23, 24, 25,24, 25, 26, 27, 28, 29,28, 29, 30, 31, 32, 1 };// 8个4比特合并为32比特的排列P const static char P_Table[32] ={16, 7, 20, 21,29, 12, 28, 17,1, 15, 23, 26,5, 18, 31, 10,2, 8, 24, 14,32, 27, 3, 9,19, 13, 30, 6,22, 11, 4, 25,};// 经过S盒S-boxesconst static char S_Box[8][4][16] ={{// S1{ 14, 4, 13, 1, 2, 15, 11, 8, 3, 10, 6, 12, 5, 9, 0, 7 },{ 0, 15, 7, 4, 14, 2, 13, 1, 10, 6, 12, 11, 9, 5, 3, 8 },{ 4, 1, 14, 8, 13, 6, 2, 11, 15, 12, 9, 7, 3, 10, 5, 0 },{ 15, 12, 8, 2, 4, 9, 1, 7, 5, 11, 3, 14, 10, 0, 6, 13 }},{// S2{ 15, 1, 8, 14, 6, 11, 3, 4, 9, 7, 2, 13, 12, 0, 5, 10 }, { 3, 13, 4, 7, 15, 2, 8, 14, 12, 0, 1, 10, 6, 9, 11, 5 }, { 0, 14, 7, 11, 10, 4, 13, 1, 5, 8, 12, 6, 9, 3, 2, 15 }, { 13, 8, 10, 1, 3, 15, 4, 2, 11, 6, 7, 12, 0, 5, 14, 9 } },{// S3{ 10, 0, 9, 14, 6, 3, 15, 5, 1, 13, 12, 7, 11, 4, 2, 8 }, { 13, 7, 0, 9, 3, 4, 6, 10, 2, 8, 5, 14, 12, 11, 15, 1 }, { 13, 6, 4, 9, 8, 15, 3, 0, 11, 1, 2, 12, 5, 10, 14, 7 }, { 1, 10, 13, 0, 6, 9, 8, 7, 4, 15, 14, 3, 11, 5, 2, 12 } },{// S4{ 7, 13, 14, 3, 0, 6, 9, 10, 1, 2, 8, 5, 11, 12, 4, 15 }, { 13, 8, 11, 5, 6, 15, 0, 3, 4, 7, 2, 12, 1, 10, 14, 9 }, { 10, 6, 9, 0, 12, 11, 7, 13, 15, 1, 3, 14, 5, 2, 8, 4 }, { 3, 15, 0, 6, 10, 1, 13, 8, 9, 4, 5, 11, 12, 7, 2, 14 } },{// S5{ 2, 12, 4, 1, 7, 10, 11, 6, 8, 5, 3, 15, 13, 0, 14, 9 }, { 14, 11, 2, 12, 4, 7, 13, 1, 5, 0, 15, 10, 3, 9, 8, 6 }, { 4, 2, 1, 11, 10, 13, 7, 8, 15, 9, 12, 5, 6, 3, 0, 14 }, { 11, 8, 12, 7, 1, 14, 2, 13, 6, 15, 0, 9, 10, 4, 5, 3 } },{// S6{ 12, 1, 10, 15, 9, 2, 6, 8, 0, 13, 3, 4, 14, 7, 5, 11 }, { 10, 15, 4, 2, 7, 12, 9, 5, 6, 1, 13, 14, 0, 11, 3, 8 }, { 9, 14, 15, 5, 2, 8, 12, 3, 7, 0, 4, 10, 1, 13, 11, 6 }, { 4, 3, 2, 12, 9, 5, 15, 10, 11, 14, 1, 7, 6, 0, 8, 13 } },{// S7{ 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 } },{// S8{ 13, 2, 8, 4, 6, 15, 11, 1, 10, 9, 3, 14, 5, 0, 12, 7 },{ 1, 15, 13, 8, 10, 3, 7, 4, 12, 5, 6, 11, 0, 14, 9, 2 },{ 7, 11, 4, 1, 9, 12, 14, 2, 0, 6, 10, 13, 15, 3, 5, 8 },{ 2, 1, 14, 7, 4, 10, 8, 13, 15, 12, 9, 0, 3, 5, 6, 11 } }};// 初始排列(IP)const static char IP_Table[64] ={58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 2,60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 4,62, 54, 46, 38, 30, 22, 14, 6,64, 56, 48, 40, 32, 24, 16, 8,57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 1,59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 3,61, 53, 45, 37, 29, 21, 13, 5,63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7};// L16与R16合并后经过IP_1的最终排列(IP**-1) const static char IPR_Table[64] ={40, 8, 48, 16, 56, 24, 64, 32,39, 7, 47, 15, 55, 23, 63, 31,38, 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};void Des_SetKey ( const char Key[8] ); //生成子密钥void Des_Run ( char Out[8], char In[8], bool Type ); //DES算法void main ( int argc, char *argv[] ){char key[12]={1,2,3,4,5,6,7,8};char str[12]="liufeier";char str2[12];//printArray( PC2_Table, sizeof(PC2_Table)/sizeof(PC2_Table[0]) );printf ( "Before encrypting: " );puts ( str );Des_SetKey ( key );memset ( str2, 0, sizeof ( str2 ) );Des_Run ( str2, str, ENCRYPT );printf ( "After encrypting: " );printHex ( str2, 8 );memset ( str, 0, sizeof ( str ) );printf ( "After decrypting: " );Des_Run ( str, str2, DECRYPT );puts ( str );}void Des_SetKey ( const char Key[8] ){int i;static bool K[64], *KL = &K[0], *KR = &K[28];ByteToBit ( K, Key, 64 ); //转换为二进制Transform ( K, K, PC1_Table, 56 ); //64比特的密钥K，经过PC-1后，生成56比特的串。