IDEA密码.doc

班级： 学号： 姓名 试验组别： 试验日期： 报告日期： 成绩： 报告内容：（目的和要求、原理、步骤、数据、计算、小结等） 实验名称：IDEA密码算法 一、实验目的 （1）通过实验熟练掌握IDEA密码算法； （2）学会IDEA算法程序设计； （3）提高C++程序设计能力。 二、实验要求 （1）要求密钥和明文都从键盘输入。 （2）程序中子密钥生成正确，运行后能正确输出密文 三、实验原理 64比特的数据块分成4个子块，，和，每一个子块16比特，作为第1轮的输入，全部共8轮迭代。运算步骤如下： (1) 和第1个子密钥块作乘法运算。 (2) 和第2个子密钥块作加法运算。 (3) 和第3个子密钥块作加法运算。 (4) 和第4个子密钥块作乘法运算。 (5) (1)和(3)结果作异或运算。 (6) (2)和(4)结果作异或运算。 (7) (5)的结果与第5个子密钥块作乘法运算。 (8) (6)和(7)结果作加法运算。 (9) (8)的结果与第6个子密钥块作乘法运算。　 (10) (7)和(9) 结果作加法运算。 (11) (1)和(9)结果作异或运算。 (12) (3)和(9) 结果作异或运算。 (13) (2)和(10) 结果作异或运算。 (14) (4)和(10) 结果作异或运算。结果的输出为(11)，(13)，(12)，(14)。 除最后一轮（第8轮）外，第2和第3块交换。第8轮结束后，最后输出的变换有： (1) 和第1个子密钥块作乘法运算。 (2) 和第2个子密钥块作加法运算。 (3) 和第3个子密钥块作加法运算。 (4) 和第4个子密钥块作乘法运算。 子密钥块每轮6个，最后输出变换4个，共52个。首先将128比特的密钥分成8个子密钥，每个子密钥16比特。这8个子密钥正好是第1轮的6个及第2轮的前两个。再将密钥左旋25比特，再将它分成8个子密钥。前4个是第2轮的子密钥，后4个是第3轮的子密钥。将密钥再左旋25比特，产生后8个子密钥。依此类推，直到算法结束。 设密钥分成8段，依次为 … 再将向左旋移位25比特　 分8段，前4段是第2轮的子密钥，，，；后4段依次是，，，。继续以上步骤，直到52个子密钥生成完毕。 解密过程和加密完全一样，只不过解密用的子密钥不同。 解密密钥和加密密钥有一个对应关系。 这里表示乘法的逆，即⊙＝1 表示加法运算的逆，即＝0 下面讨论解密的运算地正确性。用表达步骤(1)~ (4)，表达 (5)~ (14) 步骤，包括第2、第3两部分的交换。（在图中，第8轮结束后不交换，但是为了完整性，在第8轮做了交换，所以第9轮的输入要给他们再换回来） 明文设为，密文为 加密运算的第9轮有：⊙，， ，⊙　　作为解密运算的输入，解密运算的第1轮有： ⊙⊙⊙＝ ＝ ＝ ⊙⊙⊙＝ 可见解密第1轮的输出恰好是加密第8轮的输出。（？为什么是这样？因为在图中第8轮结束后，多交换了一次？本来应是，，，） 再看加密算法的主要构成模块，如图所示： 表示的左边的输出，表示的右边的输出。则有：(,) (,) (,) (,) (,)＝(,) ＝(,)(,) ＝ ＝(,)(,) ＝ 所以(,)(,)＝ 同样可证：，，这就证明了解密运算的第1轮的输出，正好是加密运算第8轮的的输入，不过第2块和第3块交换。依此类推，可证：，，，所以最后一轮的输出为：　　⊙⊙＝⊙⊙＝ ＝＝ ＝＝ ⊙⊙＝⊙⊙＝ 故输出的明文为 程序流程图： 1 2 四、实验数据 #include stdio.h #include math.h #include stdlib.h int b[8]={0},key1[128]={0},g[16]={0}; void chang1(char c,int b[8]) //将一个字母转换成二进制数 { int i=0; int d=c; while(d!=0) { b[i++]=d%2; d=d/2; } } long chang2(int d[],long n) //将一串16位的二进制数转换成一个十进制数 { int i; for(i=0;i16;i++) n=n+d[i]*(int)pow(2,i); return n; } void chang3(long x,int d[]) //将一个十进制数装换成二进制数 { int i