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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:
熟悉DES算法的基本原理;
依据所算则的算法,编程实现该该算法;
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:
选择并熟悉一种密码算法。
编写概要设计,详细设计报告
使用visual c++工具,编码.
调试及测试
实验数据及结果分析:
明文差一位,密钥相同,比较密文差异
密明 密文96D0028878D58C89
明 密文4112EF16D979F608
test.txt:明test2.txt:密钥12345
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