三G密码算法研究报告样本
传统密码算法实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握传统密码算法的基本原理和实现方法。
2. 通过编程实践，加深对传统密码算法的理解。
3. 分析传统密码算法的优缺点，为后续学习现代密码算法打下基础。
二、实验内容本次实验主要涉及以下三种传统密码算法：1. 仿射密码2. 单表代替密码3. 维吉尼亚密码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 = (ai pi + bi) mod 26，其中Ci为密文，pi为明文，ai和bi为密钥。
（2）算法流程：① 加密：根据密钥计算密文。
② 解密：根据密钥计算明文。
（3）代码实现（C语言）：```c#include <stdio.h>// 加密函数void encrypt(char plaintext, char key, char ciphertext) {int a = key[0] - 'a';int b = key[1] - 'a';for (int i = 0; plaintext[i] != '\0'; i++) {if (plaintext[i] >= 'a' && plaintext[i] <= 'z') {ciphertext[i] = (a (plaintext[i] - 'a') + b) % 26 + 'a';} else {ciphertext[i] = plaintext[i];}}ciphertext[strlen(plaintext)] = '\0';}// 解密函数void decrypt(char ciphertext, char key, char plaintext) {int a = key[0] - 'a';int b = key[1] - 'a';for (int i = 0; ciphertext[i] != '\0'; i++) {if (ciphertext[i] >= 'a' && ciphertext[i] <= 'z') {plaintext[i] = (a (ciphertext[i] - 'a' - b + 26) % 26) + 'a';} else {plaintext[i] = ciphertext[i];}}plaintext[strlen(ciphertext)] = '\0';}int main() {char plaintext[100] = "hello world";char key[3] = "ab";char ciphertext[100], decryptedtext[100];encrypt(plaintext, key, ciphertext);decrypt(ciphertext, key, decryptedtext);printf("Plaintext: %s\n", plaintext);printf("Ciphertext: %s\n", ciphertext);printf("Decrypted text: %s\n", decryptedtext);return 0;}```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算法。
3G密码算法研究报告
无线通信技术工作委员会TC5-WG5-2004-00xXxxWG5 安全加密工作组会议名称: CCSA－CWTS－WG5 #2 meeting会议地点: 北京会议时间: 2004年3月4号题目：关于第三代移动通信系统空中接口安全性算法及其应用的技术研究报告来源：王卫南京熊猫爱立信朱红儒青岛朗讯吴丽萍首信诺基亚李爱民广东北电陈金岳杭州摩托罗拉印欣上海西门子类型：技术报告目的：提交小组讨论通过，成为对该题目的基础文档，促进组内尽快形成最终技术报告，提交给全会，方便参考；说明：从2002年4月CWTS杭州会议至今，针对第三代移动通信系统空中接口安全性问题，各成员单位分别提交了8篇文稿进行激烈讨论，文稿列表见附录A。
上述文稿各有侧重，该文稿主要是在总结各文稿的基本内容上，从总体上形成一篇结构完整和逻辑清晰的报告，以促进组内尽快形成最终技术报告，便于其他相关人士快速清晰的理解该问题。
目录摘要 (5)1前言 (5)2 3G网络空中接口安全概述 (5)2．1 UMTS（WCDMA/TD-SCDMA）空中接口安全实施过程 (6)2．2 Cdma2000 空中接口安全实施过程 (7)3 3G国际标准密码算法介绍 (10)3．1 3GPP/3GPP2标准密码算法 (10)3．2 密码算法标识符 (11)3．3 3G国际密码算法的特点 (12)3．3．1 会话密钥的控制 (12)3．3．1 3GPP/3GPP2算法的公开性 (12)3.4 KASUMI和AES算法在国内的可应用性 (12)4国内国际算法应用的比较与分析 (13)4.1 国际密码算法的分析 (13)4.1.1 国际算法优势分析 (13)4.1.2国际算法劣势分析 (14)4．2 国内密码算法的分析 (14)4.2.1 国内密码算法优势分析 (14)4.2.2 国内密码算法劣势分析 (14)4．3 国际和国内算法同时应用的分析 (15)4．3．1 双算法方案介绍 (15)4．3．2 双算法方案的优势分析 (16)4．3．3 双算法方案的劣势分析 (16)5密码算法公开与否的利与弊 (18)5.1 GSM的教训 (18)5.2 3GPP对安全算法公开的改进及其益处： (18)5.3 3GPP2对安全算法公开性的改进及其益处 (19)5.4 算法不公开的弊端 (19)6 结论和建议 (20)附录A 3GPP和3GPP2的相应参考文稿 (20)附录B 会话密钥的产生 (21)摘要随着3G执照发放准备工作已经提上议事日程, 中国通信标准化协会无线技术委员会CWTS计划在今年8月份前完成全套3G系统的技术规范工作。
凯撒密码实验报告册(3篇)
第1篇一、实验背景凯撒密码是一种古老的加密技术，由罗马皇帝凯撒发明。
它是一种替换加密，通过将明文字母表中的字母按照一个固定的偏移量进行替换，生成密文。
凯撒密码是最简单、最广为人知的加密技术之一，其加密和解密过程都非常简单。
二、实验目的1. 理解凯撒密码的加密和解密原理；2. 掌握凯撒密码的编程实现；3. 分析凯撒密码的安全性，了解其局限性；4. 比较凯撒密码与其他加密算法的差异。
三、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3.83. 开发工具：PyCharm四、实验内容1. 凯撒密码加密和解密算法实现2. 凯撒密码安全性分析3. 凯撒密码与其他加密算法的比较五、实验步骤1. 凯撒密码加密和解密算法实现（1）定义凯撒密码加密和解密函数```pythondef caesar_encrypt(text, shift):encrypted_text = ""for char in text:if char.isalpha():shifted = ord(char) + shiftif char.isupper():if shifted > ord('Z'):shifted -= 26elif char.islower():if shifted > ord('z'):shifted -= 26encrypted_text += chr(shifted) else:encrypted_text += charreturn encrypted_textdef caesar_decrypt(text, shift):decrypted_text = ""for char in text:if char.isalpha():shifted = ord(char) - shiftif char.isupper():if shifted < ord('A'):shifted += 26elif char.islower():if shifted < ord('a'):shifted += 26decrypted_text += chr(shifted)else:decrypted_text += charreturn decrypted_text```（2）测试凯撒密码加密和解密函数```pythonif __name__ == "__main__":text = "Hello, World!"shift = 3encrypted_text = caesar_encrypt(text, shift)decrypted_text = caesar_decrypt(encrypted_text, shift)print("Original text:", text)print("Encrypted text:", encrypted_text)print("Decrypted text:", decrypted_text)```2. 凯撒密码安全性分析凯撒密码的安全性非常低，因为其密钥空间只有26个可能的值（即字母表中的字母数量）。
凯撒加密实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的通过本次实验，掌握凯撒加密法的原理和步骤，了解其在密码学中的应用，并能够使用Python语言实现凯撒加密和解密功能。
二、实验原理凯撒加密法是一种最简单且最广为人知的替换加密技术。
其基本原理是将明文中的每个字母按照字母表的顺序向后（或向前）移动一个固定数目的位置，从而生成密文。
例如，当偏移量为3时，明文中的A将变成D，B变成E，以此类推。
凯撒加密法的密钥是偏移量，它决定了加密过程中字母的移动方向和距离。
密钥的取值范围是1到25，表示将字母表向后移动1到25个位置。
三、实验内容1. 凯撒加密使用Python语言实现凯撒加密功能，具体步骤如下：- 定义一个函数，接收明文和密钥作为参数。
- 将明文中的每个字母按照字母表的顺序向后移动密钥指定的位置。
- 对于超出字母表范围的字母，将其转换回字母表的首部。
- 返回加密后的密文。
2. 凯撒解密使用Python语言实现凯撒解密功能，具体步骤如下：- 定义一个函数，接收密文和密钥作为参数。
- 将密文中的每个字母按照字母表的顺序向前移动密钥指定的位置。
- 对于超出字母表范围的字母，将其转换回字母表的首部。
- 返回解密后的明文。
3. 实验演示使用实验代码演示凯撒加密和解密过程，包括以下示例：- 示例1：明文为“The quick brown fox jumps over the lazy dog”，密钥为3，加密后的密文为“Wkh txlfn eurzq ira mxpsv ryhu wkh odcb grj”。
- 示例2：密文为“Wkh txlfn eurzq ira mxpsv ryhu wkh odcb grj”，密钥为3，解密后的明文为“The quick brown fox jumps over the lazy dog”。
四、实验结果与分析1. 加密效果通过实验验证，凯撒加密法能够有效地将明文转换为密文，且解密过程也能够将密文恢复为明文。
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。
三位密码锁实验报告DOC
数字系统设计实习（训）报告评语等级：评阅人：职称：年月日河南工程学院实习（训）报告实习目的（内容）：电子密码锁实习时间：自 6 月17 日至 6 月28 日共12天实习地点：三号实验楼A307实习单位：指导老师: 翁嘉民系主任：目录1.引言 (5)2.设计思想 (6)2.1系统原理框图2.2总体实现原理3.芯片主控设计 (7)3.1系统设计方案3.2FPGA有限状态机3.3设计流程3.4状态编码3.5密码的输入3.6密码记录与比较3.7密码的显示4.引脚锁定 (11)5.程序仿真 (13)6.方框图 (14)7.心得体会 (18)基于Verilog HDL的FPGA的电子密码锁的设计报告摘要：基于FPGA设计的电子密码锁是一个小型的数字系统，与普通机械锁相比，具有许多独特的优点：保密性好，防盗性强，可以不用钥匙，记住密码即可开锁等。
目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件。
在实际应用中，程序容易跑飞，系统的可靠性较差。
本文介绍的一种基于现场可编辑门阵列FPGA器件的电子密码锁的设计方法，采用VHDL语言对系统进行描述，并在EP3C10E144C8上实现。
通过仿真调试，利用可编程逻辑器件FPGA的电子密码锁的设计基本达到了预期目的。
当然，该系统在一些细节的设计上还需要不断地完善和改进，特别是对系统的扩展有很好的使用系统和设计的价值。
一、引言数字电路主要是基于两个信号（我们可以简单的说是有电压和无电压），用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路我们称之为数字电路，它具有逻辑运算和逻辑处理等功能，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。
1 EDA简介EDA（Electronics Design Automation）技术是随着集成电路和计算机技术的飞速发展应运而生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。
它是为解决自动控制系统设计而提出的，从70年代经历了计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程（CAE），电子系统设计自动化（ESDA）3个阶段。
密码学实验报告
密码学实验报告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、VC 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= 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 = mod n = mod 26 = 12 = L2．置换密码置换密码算法的原理是不改变明文字符，只将字符在明文中的排列顺序改变，从而实现明文信息的加密。
置换密码有时又称为换位密码。
矩阵换位法是实现置换密码的一种常用方法。
它将明文中的字母按照给的顺序安排在一个矩阵中，然后用根据密钥提供的顺序重新组合矩阵中字母，从而形成密文。
例如，明文为attack begins at five，密钥为cipher，将明文按照每行6 列的形式排在矩阵中，形成如下形式： a ttack b e gins a tfive根据密钥cipher中各字母在字母表中出现的先后顺序，给定一个置换： 1 2 3 4 5 6 f =1 4 5 32 6根据上面的置换，将原有矩阵中的字母按照第 1 列，第 4 列，第5 列，第 3 列，第2列，第 6 列的顺序排列，则有下面形式： a a c t tk b i n g e s a I v f te从而得到密文：abatgftetcnvaiikse其解密的过程是根据密钥的字母数作为列数，将密文按照列、行的顺序写出，再根据由密钥给出的矩阵置换产生新的矩阵，从而恢复明文。
三位密码锁实验报告DOC
数字系统设计实习（训）报告评语等级：_______________评阅人：职称：年月日南工程实习（训）报告实习目的（内容）：电子密码锁实习时间：自6月17日至6月28日共12天实习地点：三号实验楼A307实习单位：_________________________ 指导老师: 翁嘉民系主任：目录1. 引言 (5)2. 设计思想 (6)2.1系统原理框图2.2总体实现原理3. 芯片主控设计 (7)3.1系统设计方案3.2FPGA有限状态机3.3设计流程3.4状态编码3.5密码的输入3.6密码记录与比较3.7密码的显示4. 引脚锁定 (11)5. 程序仿真 (13)6. 方框图 (14)7. 心得体会 (18)基于Verilog HDL的FPGA勺电子密码锁的设计报告摘要：基于FPGAS计的电子密码锁是一个小型的数字系统，与普通机械锁相比，具有许多独特的优点：保密性好，防盗性强，可以不用钥匙，记住密码即可开锁等。
目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术, 以单片机为主要器件。
在实际应用中，程序容易跑飞，系统的可靠性较差。
本文介绍的一种基于现场可编辑门阵列FPG/W件的电子密码锁的设计方法，采用VHDL®言对系统进行描述，并在EP3C10E144C8实现。
通过仿真调试，利用可编程逻辑器件FPGA勺电子密码锁的设计基本达到了预期目的。
当然，该系统在一些细节的设计上还需要不断地完善和改进，特别是对系统的扩展有很好的使用系统和设计的价值。
一、引言数字电路主要是基于两个信号(我们可以简单的说是有电压和无电压)，用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路我们称之为数字电路，它具有逻辑运算和逻辑处理等功能，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。
1 EDA简介EDA( Electronics Design Automation)技术是随着集成电路和计算机技术的飞速发展应运而生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。
密码学算法设计与实现的实验报告
密码学算法设计与实现的实验报告实验报告一、实验目的本实验的目的是设计和实现一个密码学算法，加深对密码学基本知识的理解，并掌握密码学算法设计与实现的方法。
二、实验原理本实验选取的密码学算法是AES（Advanced Encryption Standard）算法，该算法是一种对称加密算法，具有高度的安全性和广泛的应用。
AES算法基于替代、置换和混合技术，用于对数据进行加密和解密。
实现AES算法的关键是实现四个基本操作：字节替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）。
其中字节替代和行移位不涉及密钥，可以使用固定的S-box和位移表进行计算；列混淆和轮密钥加需要根据密钥来计算。
三、实验步骤1. 设计并实现AES算法的主函数，控制加密和解密操作；2. 实现字节替代和行移位操作的代码，并通过测试验证正确性；3. 实现列混淆和轮密钥加操作的代码，并通过测试验证正确性；4. 设计并实现密钥扩展函数，用于生成轮密钥；5. 实现AES算法的加密函数和解密函数，通过测试验证正确性；6. 验证AES算法对数据进行加密和解密的正确性和安全性。
四、实验结果经过实验，AES算法实现的加密和解密功能正常，能够对数据进行可靠的保护。
验证加密函数和解密函数的正确性时，采用了多组不同的密钥和明文进行测试，结果都能够正确地实现加密和解密的逆操作。
五、实验心得体会通过本实验，我深入理解了AES算法的工作原理和实现方法，学会了使用替代、置换和混合技术对数据进行加密和解密。
在实验中，我不仅学习了密码学的基本知识，还锻炼了编程和算法设计的能力。
在实现算法的过程中，我特别注重代码的可读性和可维护性，采用了模块化和函数化的设计方法，使得代码逻辑清晰，易于理解和修改。
总之，本实验对于深入学习密码学和加密算法具有重要意义，通过动手实践，我不仅理解了密码学的基本原理，还培养了自主学习和解决问题的能力。
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。
置换密码算法实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解置换密码算法的基本原理和特点。
2. 掌握置换密码算法的实现方法。
3. 通过编程实践，加深对置换密码算法的理解。
二、实验原理置换密码算法是一种通过对明文进行字符或位顺序的重新排列来实现加密的算法。
其基本原理是将明文中的字符或位按照一定的规则重新排列，形成密文。
解密时，按照相同的规则将密文恢复为明文。
常见的置换密码算法有：1. 旋转密码（Caesar密码）：将明文中的每个字符按照密钥k向右或向左旋转k 个位置。
2. 列置换密码：将明文矩阵中的列按照密钥顺序进行置换。
3. 矩阵换位密码：将明文矩阵中的字符按照密钥顺序进行置换。
三、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3.8.03. 开发环境：PyCharm四、实验步骤1. 旋转密码实现（1）定义密钥k，表示旋转的位数。
（2）定义明文字符串，将每个字符按照密钥k向右或向左旋转k个位置。
（3）输出密文。
2. 列置换密码实现（1）定义密钥，表示列的置换顺序。
（2）将明文矩阵中的列按照密钥顺序进行置换。
（3）输出密文。
3. 矩阵换位密码实现（1）定义密钥，表示矩阵的置换顺序。
（2）将明文矩阵中的字符按照密钥顺序进行置换。
（3）输出密文。
五、实验结果与分析1. 旋转密码实验结果明文：Hello, World!密钥：3密文：Khoor, Zruog分析：旋转密码将明文中的每个字符向右旋转3个位置，实现了加密。
2. 列置换密码实验结果明文：Hello, World!密钥：[2, 0, 3, 1]密文：oHlel, Wrold!分析：列置换密码将明文矩阵中的列按照密钥顺序进行置换，实现了加密。
3. 矩阵换位密码实验结果明文：Hello, World!密钥：[2, 0, 3, 1]密文：oHlel, Wrold!分析：矩阵换位密码与列置换密码类似，将明文矩阵中的字符按照密钥顺序进行置换，实现了加密。
六、实验总结通过本次实验，我们对置换密码算法有了更深入的了解。
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。
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。
加密算法实验报告
加密算法实验报告加密算法实验报告引言在当今信息时代，数据安全是一个非常重要的问题。
随着互联网的发展和普及，人们在进行各种在线交易、通信和存储时，需要保护自己的个人隐私和敏感信息。
为了实现数据的保密性和完整性，加密算法应运而生。
本实验旨在通过实际操作，了解和掌握几种常见的加密算法，包括对称加密算法和非对称加密算法。
一、对称加密算法对称加密算法是指加密和解密使用相同的密钥的算法。
在实验中，我们选择了DES算法作为对称加密算法的代表。
DES算法是一种分组密码算法，将明文分成64位的数据块，并使用56位的密钥进行加密。
经过16轮的迭代运算，最终得到密文。
实验步骤：1. 生成随机的64位密钥。
2. 将明文分组，并进行初始置换。
3. 将初始置换后的明文分成左右两部分。
4. 进行16轮的迭代运算，每轮都包括扩展置换、异或运算、S盒代替、P盒置换和交换左右两部分。
5. 最后进行逆初始置换，得到密文。
实验结果：经过实验，我们成功地对明文进行了加密，并得到了相应的密文。
通过解密操作，我们可以将密文还原为明文。
二、非对称加密算法非对称加密算法是指加密和解密使用不同的密钥的算法。
在实验中，我们选择了RSA算法作为非对称加密算法的代表。
RSA算法是一种基于大素数的数论算法，其安全性基于质因数分解的难题。
实验步骤：1. 选择两个大素数p和q，并计算它们的乘积n。
2. 计算n的欧拉函数值phi(n)。
3. 选择一个整数e，使得1 < e < phi(n)且e与phi(n)互质。
4. 计算e的模反元素d。
5. 将明文转化为整数m。
6. 计算密文c，其中c ≡ m^e (mod n)。
7. 将密文c转化为明文m'，其中m' ≡ c^d (mod n)。
实验结果：经过实验，我们成功地对明文进行了加密，并得到了相应的密文。
通过解密操作，我们可以将密文还原为明文。
三、加密算法的应用加密算法在现代通信和存储中起着重要的作用。
3DES——密码学实验报告
3DES——密码学实验报告实验报告【实验名称】DES单步加密实验姓名：学号：班级：⽇期：9⽉29⽇【实验⽬的】1.掌握DES算法的基本原理2.了解DES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DES算法的原理及过程2.完成DES密钥扩展运算3.完成DES数据加密运算【实验步骤】1.打开“DES理论学习”，掌握DES算法的加解密原理；2.打开“DES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“⽐特流”按钮，将输⼊的密钥转化为64位⽐特流；5.点击“置换选择I”按钮，完成置换选择I运算，得到56bit有效密钥位，并分为左右两部分，各28bit；6.点击C0下的“循环左移”按钮，对C0进⾏循环左移运算；7.点击D0下的“循环左移”按钮，对D0进⾏循环左移运算；8.点击“选择置换II”按钮，得到扩展⼦密钥K1；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“⽐特流”按钮，将输⼊明⽂转化为64位⽐特流；11.点击“初始IP置换”按钮，将64bit明⽂进⾏IP置换运算，得到左右两部分，各32bit；12.点击“选择运算E”按钮，将右32bit扩展为48bit；13.点击“异或运算”按钮，将扩展的48bit与⼦密钥K1进⾏按位异或；14.依次点击“S1”、“S2”、“S3”、“S4”、“S5”、“S6”、“S7”、“S8”按钮，对中间结果分组后进⾏S盒运算；15.点击“置换运算P”按钮，对S盒运算结果进⾏P置换运算；16.点击“异或运算”按钮，将P置换运算结果与L0进⾏按位异或，得到R1；17.点击“逆初始置换IP_1”按钮，得到最终的加密结果。
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。
设计加密算法的实验报告
一、实验目的1. 了解加密算法的基本原理和设计方法；2. 掌握加密算法的评估标准；3. 提高对加密算法的安全性分析和改进能力。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3. 开发工具：PyCharm三、实验内容1. 设计一个简单的加密算法；2. 对算法进行安全性分析；3. 改进算法，提高安全性。
四、实验步骤1. 设计加密算法（1）算法原理：采用异或（XOR）运算对明文进行加密，加密密钥为随机生成的密钥。
（2）算法流程：① 生成密钥：使用随机数生成器生成一个随机密钥；② 加密过程：将明文与密钥进行XOR运算，得到密文；③ 解密过程：将密文与密钥进行XOR运算，得到明文。
2. 算法安全性分析（1）密钥安全性：加密密钥需要保密，否则攻击者可以轻易破解密文；（2）算法复杂性：算法需要具有较低的计算复杂度，以适应实际应用；（3）抗攻击能力：算法需要具备较强的抗攻击能力，包括穷举攻击、暴力破解等。
3. 改进算法（1）密钥生成：采用更复杂的密钥生成方法，如基于密码学算法的密钥生成；（2）加密模式：采用多种加密模式，如CBC、CFB等，提高加密效果；（3）加密轮数：增加加密轮数，提高加密强度；（4）密钥扩展：使用密钥扩展算法，如密钥派生函数，提高密钥安全性。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）加密算法实现：完成加密算法的设计和实现；（2）安全性分析：对加密算法进行安全性分析，发现存在一定的安全隐患；（3）改进算法：根据安全性分析结果，对加密算法进行改进，提高安全性。
2. 实验分析（1）加密算法的密钥安全性较好，但密钥生成方法较为简单，容易受到攻击；（2）加密算法的计算复杂度较低，适合实际应用；（3）加密算法的抗攻击能力较弱，容易受到穷举攻击和暴力破解。
六、实验结论1. 通过本次实验，掌握了加密算法的基本原理和设计方法；2. 了解加密算法的评估标准，能够对加密算法进行安全性分析；3. 提高了加密算法的安全性分析和改进能力，为后续研究奠定了基础。
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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无线通信技术工作委员会
TC5-WG5- -00xXxx
WG5 安全加密工作组
会议名称: CCSA－CWTS－WG5 #2 meeting
会议地点: 北京
会议时间: 3月4号
题目: 关于第三代移动通信系统空中接口安全性算法及其应用的技术研究报告
来源:
王卫南京熊猫爱立信
朱红儒青岛朗讯
吴丽萍首信诺基亚
李爱民广东北电
陈金岳杭州摩托罗拉
印欣上海西门子
类型: 技术报告
目的: 提交小组讨论经过, 成为对该题目的基础文档, 促进组内尽快形成最终技术报告, 提交给全会, 方便参考;
说明: 从4月CWTS杭州会议至今, 针对第三代移动通信系统空中接口安全性问题, 各成员单位分别提交了8篇文稿进行
激烈讨论, 文稿列表见附录A。
上述文稿各有侧重, 该文稿
主要是在总结各文稿的基本内容上, 从总体上形成一篇结
构完整和逻辑清晰的报告, 以促进组内尽快形成最终技术报告, 便于其它相关人士快速清晰的理解该问题。
目录
摘要 (5)
1 前言 (5)
2 3G网络空中接口安全概述 (6)
2．1 UMTS( WCDMA/TD-SCDMA) 空中接口安全实施过程 (6)
2．2 Cdma 空中接口安全实施过程 (7)
3 3G国际标准密码算法介绍 (10)
3．1 3GPP/3GPP2标准密码算法 (10)
3．2 密码算法标识符 (12)
3．3 3G国际密码算法的特点 (13)
3．3．1 会话密钥的控制 (13)
3．3．1 3GPP/3GPP2算法的公开性 (13)
3.4 KASUMI和AES算法在国内的可应用性 (13)
4国内国际算法应用的比较与分析 (14)
4.1 国际密码算法的分析 (14)
4.1.1 国际算法优势分析 (14)
4.1.2国际算法劣势分析 (15)
4．2 国内密码算法的分析 (15)
4.2.1 国内密码算法优势分析 (15)
4.2.2 国内密码算法劣势分析 (15)
4．3 国际和国内算法同时应用的分析 (17)
4．3．1 双算法方案介绍 (17)
4．3．2 双算法方案的优势分析 (18)
4．3．3 双算法方案的劣势分析 (18)
5密码算法公开与否的利与弊 (20)
5.1 GSM的教训 (20)
5.2 3GPP对安全算法公开的改进及其益处: (21)
5.3 3GPP2对安全算法公开性的改进及其益处 (21)
5.4 算法不公开的弊端 (22)
6 结论和建议 (23)
附录A 3GPP和3GPP2的相应参考文稿 (23)
附录B 会话密钥的产生 (24)
摘要
随着3G执照发放准备工作已经提上议事日程, 中国通信标准化协会无线技术委员会CWTS计划在今年8月份前完成全套3G系统的技术规范工作。
3G网络空中接口安全及其加密算法是CWTS的重要工作, 也是运营商关心的一个重要问题。
为配合3G技术规范的按时完成, 本工作组针对现有的加密算法应用问题做了综合分析, 析。
本文认为, 对于3G网络空中接口, 中国应该采用经过国际范围内广泛评估、验证和实践的标准化算法, 即3GPP的KASUMI和3GPP2的AES算法( 分别为UMTS (WCDMA和TD-SCDMA)和Cdma ) , 也希望能为政府主管部门提供参考性意见。
1 前言
3G网络对安全的要求主要是涉及3G业务的安全性、系统完整性、对个人数据的保护、终端/USIM以及合法监听。
经过对以上技术的分析, 本文认为, 对于3G网络空间接口, 中国应该采用经过国际范围广泛评估、验证和实践的标准化算法, 支持本地运营商网络的国际化运营, 支持用户漫游和终端全球通用, 从而使终端用户、运营商和制造商在3G的相关投资同时保持在最合理状态。
, 更为重要的是, 密码算法不公开不会增强算法本身的安全性; 反之, 公开的算法将有利于增强网络安全。
2 3G网络空中接口安全概述
第三代移动通信系统( 这里3G专指WCDMA、TD－SCDMA, CDMA 系统) 中提供了完善的接入安全体制, 包括用户接入身份认证和空中接口安全两部分, 我们在这里只讨论空中接口的安全机制。
空中接口安全包括两方面: 对用户信息和信令信息的可选择性加密保护; 对信令信息的强制性完整性保护。
加密保护和完整性保护的安全控制机制完全一样。
2．1 UMTS( WCDMA/TD-SCDMA) 空中接口安全实施过程
空中接口安全控制机制的启动恰是加密和完整性算法协商的过程。
图1 UMTS安全实施过程。