DES加密算法的简单实现实验报告

苏州科技学院电子与信息工程学院

实验报告

实验一

（实验）课程名称信息安全技术

实验名称DES加密算法的简单实现

实验报告

一、实验室名称：电子学院213机房

二、实验项目名称：DES加密算法的简单实现

三、实验学时：2学时

四、实验原理：

DES的描述

DES是一种分组加密算法，他以64位为分组对数据加密。64位一组的明文从算法的一端输入，64位的密文从另一端输出。DES是一个对称算法：加密和解密用的是同一个算法（除密钥编排不同以外）。

密钥的长度为56位(密钥通常表示为64位的数，但每个第8位都用作奇偶检验，可以忽略)。密钥可以是任意的56位数，且可以在任意的时候改变。

DES算法的入口参数有3个：Key，Data，Mode。其中Key为8个字节共64位，是DES算法的工作密钥；Data也为8个字节64位，是要被加密或解密的数据：Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密。

DES算法的工作过程：若Mode为加密，则用Key对数据Data进行加密，生成Data的密码形式（64位）作为DES的输出结果；若Mode为解密，则用Key 对密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式（64位）作为DES的输出结果。

DES算法详述

DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块，他所使用的密钥也是64位，DES对64 位的明文分组进行操作。通过一个初始置换，将明文分组分成左半部分和右半部分，各32位长。然后进行16轮相同的运算，这些相同的运算被称为函数f，在运算过程中数据和密钥相结合。经过16轮运算后左、右部分在一起经过一个置换（初始置换的逆置换），这样算法就完成了。

（1）初始置换

其功能是把输入的64位数据块按位重新组合，并把输出分为L0，R0两部分，每部分各长32位，

即将输入的第58位换到第1位，第50位换到第2位，…，依次类推，最后一位是原来的第7位，L0，R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位，R0是右32位。。

（2）逆置换

经过16次迭代运算后，得到L16，R16，将此作为输入进行逆置换，即得到密文输出。逆置换正好是初始置换的逆运算。例如，第1位经过初始置换后，处于第40位，而通过逆置换，又将第40位换回到第1位。

（3）函数f(Ri,Ki)的计算

“扩展置换”是将32位放大成48位，“P盒置换”是32位到32位换位，在（Ri,Ki）算法描述图中，选择函数功能是把6 b数据变为4 b数据。

(4)子密钥Ki(48 b)的生成算法

开始，由于不考虑每个字节的第8位，DES的密钥从64位变为48位，如表6所示，首先56位密钥被分成两个部分，每部分28位，然后根据轮数，两部分分别循环左移l或2位。

DES算法规定，其中第8，16，…，64位是奇偶校验位，不参与DES运算。故Key实际可用位数只有56位。即：经过密钥置换表的变换后，Key的位数由64位变成了56位，此56位分为C 0，D0两部分，各28位，然后分别进行第一次循环左移，得到C1，D1，将C1(28位)，D1(28位 )合并得到56位，再经过压缩置换，从而便得到了密钥K0(48位)。依次类推，便可得到K1，K 2，…，K15。需要注意的是，16次循环左移对应的左移位数要依据表7所示的规则进行。

以上介绍了DES算法的加密过程。DES算法的解密过程是一样的，区别仅在于第一次迭代时用子密钥K15，第二次是K14，…，最后一次用K0，算法本身并没有任何变化。

五、实验目的：

目的：实现DES算法算法并掌握其原理。

六、实验内容：

a)熟悉DES算法的基本原理；

b)依据所算则的算法，编程实现该该算法；

c)执行程序并分析结果；

七、实验器材（设备、元器件）：

PC微机一台

八、实验步骤：

a)选择并熟悉一种密码算法。

b)编写概要设计，详细设计报告

c)使用visual c++工具，编码.

d)调试及测试

九、实验数据及结果分析：

明文差一位，密钥相同，比较密文差异

密钥12345678

明文12345678 密文96D0028878D58C89 明文12345679 密文4112EF16D979F608

test.txt：明文12345678

test2.txt：密钥12345679

程序执行成功后

test3.txt：密钥12345678

十、实验结论：

如图所示，DES算法正确运行。

十一、总结及心得体会：

通过本次实验，我对DES算法的加密解密原理有了一定的了解，熟悉了用DES算法对字符串和对文件进行加密。DES算法比较复杂，做加密解密实验时用DES算法来做难度有点大，一开始我还不太能理解。以后可以写个简单点的算法来实现。

报告评分：

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