1、实验二 DES 加密算法实验目的：1.理解对称加密算法的原理和特点2.理解 DES 算法的加密原理实验原理：一 对称密钥机制即对称密钥体系，也称为单钥密码体系和传统密码体系。对称密码体系通常分为两大类，一类是分组密码（如 DES、AES 算法） ，另一类是序列密码（如 RC4 算法） 。对称密码体系加密和解密时所用的密钥是相同的或者是类似的，即由加密密钥可以很容易地推导出解密密钥，反之亦然。同时在一个密码系统中，我们不能假定加密算法和解密算法是保密的，因此密钥必须保密。发送信息的通道往往是不可靠的或者不安全的，所以在对称密码系统中，必须用不同于发送信息的另外一个安全信道来发送密钥。对称密码体系
2、的优点：加密效率高，硬件实现可达每秒数百兆字节（件实现略慢一些） 。密钥相对较短。可以用来构造各种密钥机制。可以用来建造安全性更强的密码。缺点：通信双方都要保持密钥的秘密性。在大型网络中，每个人需持有许多密钥。为了安全，需要经常更换密钥。实验设备 实验步骤：一、 （1）本机进入“密码工具” 、 “加密解密” 、 “DES 加密算法” 、“加密、解密”页签，在明文输入区输入明文：51101160 （2）在密钥窗口输入 8（64 位）个字符的密钥 K=ab123456.单击“加密”按钮，将密文导出到 DES 文件夹（ D：Work EncryptionDES)中，通告同组主机获取密文，并将密钥 K
3、 告诉同组主机。（3）单击“导入“按钮” ，从同组主机的 DES 共享文件夹中将密文导入，然后在密钥窗口输入被同组主机通告的密钥 K，单击“ 解密”按钮进行 DES 解密。（4）将破解后的明文与同组主机记录的明文比较。二、DES 算法本机进入“密码工具” 、 “加密解密” 、 “DES 加密算法 ”、 “演示”页签，向 64位明文中输入 8 个字符（8*8bit=64） ，向 64 位密钥中输入 8 个字符（8*8bit=64） 。单击“加密”按钮。完成加密操作，分别点击“初始设置” 、“密钥生成演示” 、 “十六轮加密变换”和“终结置换”按钮，查看初始置换、密钥生成演示、十六轮加密变换和终结
4、置换的详细加密操作流程。实验结果：图 1图 264 位密钥：K=（01100001 01100010 00110001 00110010 00110011 00110100 00110101 00110110）56 位密钥：K1=（00000000 00000011 11111111 11111001 10101110 00000000 00001100）Ci=（00000000 00000011 11111111 1111）Di=（10011010 11100000 00000000 1100）Ci+1=（00000000 00000111 11111111 1110）Di+1=(00110
5、101 11000000 00000001 1001)压 缩 矩 阵 1:压 缩 矩 阵 2：57 49 41 33 25 17 9 1 58 50 42 34 26 18 10 2 59 51 43 35 2719 11 3 60 52 44 3663 55 47 39 31 23 157 62 54 46 38 30 2214 6 61 53 45 37 2921 13 5 28 20 12 414 17 11 24 1 5 3 2815 6 21 10 23 19 12 426 8 16 7 27 20 13 241 52 31 37 47 55 30 4051 45 33 48 44
6、49 39 56 34 53 46 42 50 36 29 32图 3Ci 为图 2 的 Ci+1，Di 为图 2 的 Di+1Ci+1=（00000000 00001111 11111111 1100）Di+1=（01101011 10000000 00000011 0010）子密钥=（11010000 10101100 10100110 01110110 10100000 00000100）图 4Ci+1=（00000000 00111111 11111111 0000） Di+1=（10101110 00000000 00001100 1001）子密钥=（11110000 1010111
7、0 00100110 00100000 00100101 11001010）图 5图 6置换前=（00110101 00110001 00110001 00110000 00110001 00110001 00110110 00100000）置换后=（00000000 11111111 01000001 00110111 00000000 11111111 00000000 01000000）图 7此图写出 Li、Ri、Li+1、 Ri+1、Ki 的二进制矩 阵 。Li=（00000000 11111111 01000001 00110111）Ri=（00000000 11111111 000
8、00000 01000000）Li+1=（00000000 11111111 00000000 01000000）Ki=（11010000 10101100 10101100 01110000 00000001 11000101）图 800FF0040 的二进制=（00000000 11111111 00000000 01000000）扩展型换位矩阵Ri=(00000000 00010111 11111110 10000000 00000010 00000000)Ki=( 11010000 10101100 10101100 01110000 00000001 11000101）D08852F
9、003C5=(11010000 10001000 01010010 11110000 00000011 11000101)图 9图 1032 1 2 3 4 54 5 6 7 8 98 9 10 11 12 1312 13 14 15 16 1716 17 18 19 20 2120 21 22 23 24 2524 25 26 27 28 2928 29 30 31 32 1实 验 报 告 要 求 与 排 版 字 号 ：1 实 验 报 告 接 着 前 面 给 出 封 皮 两 页 （ 本 人 信 息 封 皮 ， 教 师 打 分封 皮 ） 后 ， 格 式 如 下 ： 实验目的、实验原理、实验设备
10、、实验步骤、实验结果、实验分析、结论、实验总结与心得体会。心得体会不能缺失，而且要深入写，写出自己实验中克服的一些困难和难点，写出自己的心得。2实验报告打印用 A4（21 X 29.7cm）格式。标题用小二号黑体加粗，正文用四号宋体。行距为固定值 20 磅。页面上边距 2.54cm，下边距 2.54 cm，左边距 3cm，右边距 2.2cm；实验报告页码从正文页面起计算。页码字号，选用小四号粗黑体并居中。3 报 告 双 面 打 印 ， 注 意 页 码 顺 序 ， 第 一 张 纸 正 反 两 面 是 第1、 2 页 ， 第 二 张 纸 是 第 3、 4 页 ， 依 此 类 推 。 页 面 左 边
11、 订 书 钉 。注 意 ：1 输 入 明 文 数 据 和 密 钥 是 一 样 的 ， 都 为 本 人 的 学 号 后 8 位 。明 文 和 密 钥 要 求 键 盘 输 入 8 个 字 符 ， 在 系 统 里 换 算 成 asc 码 就变 成 16 进 制 的 16 个 字 符 （ 譬 如 键 盘 字 母 3 转 换 成 asc 码 33，即 00110011； 键 盘 字 母 D 转 换 成 44， 即 01000100， 具 体 转 换asc 码 参 考 asc 码 表 ） 。2. 实 验 内 容 按 如 下 步 骤 和 要 求 完 成 ：（ 1） 每 一 步 骤 都 要 有 数 据 和 截
12、 图 ， 不 允 许 跳 跃 数 据 。其 中 子 密 钥 具 体 产 生 16 步 迭 代 可 以 只 写 出 前 三 步 ， 给 出 相应 二 进 制 矩 阵 ， 用 到 的 转 换 矩 阵 也 要 写 出 （ 每 种 矩 阵 写 一 次 就行 了 ， 标 明 图 的 序 号 ） ， 然 后 直 接 跳 到 最 后 第 16 步 ， 第 16 步 给出 截 图 和 16 进 制 即 可 ， 不 用 给 出 二 进 制 矩 阵 。其 中 明 文 16 步 迭 代 只 写 出 第 一 步 的 二 进 制 矩 阵 和 转 换 矩 阵 ，加 密 算 法 F(Ri,Ki)也 写 出 二 进 制 矩 阵 和 转 换 矩 阵 ， s 盒 不 用 写 。然 后 直 接 跳 到 第 16 步 ， 第 16 步 给 出 截 图 和 16 进 制 即 可 ， 不 用给 出 二 进 制 矩 阵 。（ 2） 在 每 个 步 骤 后 面 ， 都 要 有 简 要 的 针 对 该 步 骤 的 流 程 分 析（ 流 程 图 在 软 件 截 图 就 有 ， 加 上 你 的 文 字 说 明 ） 。3. 杜 绝 内 容 雷 同 情 况 （ 即 除 了 字 体 和 字 号 不 同 ， 内 容 大 部 分 相同 ） 。4. 班 级 学 习 委 员 按 照 学 号 顺 序 收 齐 带 到 上 课 教 室 来 。
