密码学应用与实践课程设计报告课程设计说明书之RC4.doc

Harbin Institute of Technology at Weihai 密码学应用与实践 课程设计报告 专 业： 信息安全 班 级： 学 号： 姓 名： 伪随机数发生器LFSR 2 1.LFSR原理 2 2.设计思想 5 3.设计流程图 5 4.功能实现 5 1.生成随机数 5 2.生成序列 6 3.游程检测 7 5.总结 8 RC4加密与解密 9 1.RC4密码算法原理 9 2.设计思想 10 3.设计流程图 10 4.功能实现 11 1.打开文件 11 2.加密文件 11 3.解密文件 13 5.总结 15 源代码 15 伪随机数发生器LFSR 1.LFSR原理 在流密码加密中通常使用伪随机数发生器来产生密钥流，从而进行加密与解密，其结构如下图所示，而线性反馈移位寄存器(LFSR)是一个产生二进制位序列的机制。 图2 LFSR寄存器设计 2.移位寄存器 图3 序列产生方法 若想输出二进制序列，不但需要设计移位寄存器以及反馈系数，而且还需输入种子(seeds)来启动发生器，例如下左图所示LFSR，下右图即为输入种子(1000)后寄存器的移位及输出状态： 由上例还可看出LFSR具有周期性，若要尽可能输出较多的随机数即产生m-序列(T=2n-1)，则需合理的设计寄存器的反馈系数，不同的反馈系数产生随机序列的周期不同。 图5 LFSR流程图 4.功能实现 1.生成随机数 随机数的生成考虑以下两个函数 函数一：int rand(void)； 从rand (seed)中指定的seed开始，返回一个[seed, RAND_MAX（0x7fff）)间的随机整数。 函数二：void srand(unsigned seed)； 参数seed是srand()的种子，用来初始化rand()的起始值。可以认为rand()在每次被调用的时候，它会查看：1） 如果用户在此之前调用过srand(seed)，给seed指定了一个值，那么它会自动调用srand(seed)一次来初始化它的起始值。2） 如果用户在此之前没有调用过srand(seed)，它会自动调用srand(1)一次。 在这里我使用系统时间作为种子来初始化srand()的起始值，使用time函数来获得系统时间，它的返回值为从 00:00:00 GMT, January 1, 1970到现在所持续的秒数，然后将time_t型数据转化为(unsigned)型在传给srand函数oid CRC4Dlg::OnButtonCreatrn() //生成随机数 { int t,i,k; m_BRandNumber=; CString LastNo; srand(time(0)); //使用系统时间seed来初始化 t=1+rand()%1023; m_RandNumber=t; for(i=0;i10;i++) //转换成二进制 { k=t%2; t=t/2; RandNumber[i]=k;//注意顺序问题 LastNo.Format(%d,k); m_BRandNumber=LastNo+m_BRandNumber; } IsCreatRN=TRUE; UpdateData(FALSE); }void CRC4Dlg::OnButtonS() //生成序列 { if(IsCreatRN==FALSE) { AfxMessageBox(请先生成随机数！！！); return; } int i,j,m,n; CString MyNumber; for(i=0;i1023;i++) { m=RandNumber[0]; SeqRandNumber[i]=m; MyNumber.Format(%d,m); m_SeqRandNumber=m_SeqRandNumber+MyNumber; n=(RandNumber[9]+RandNumber[8]+RandNumber[5]+RandNumber[0])%2;//模加 for(j=0;j9;j++) { RandNumber[j]=RandNumber[j+1]; }//移位 RandNumber[j]=n;//移位寄存器的最高位根据特征多项式求出 } UpdateData(FALSE); IsCreatList=TRUE; m_SeqRandNumber=; }void CRC4Dlg::OnButtonT