密碼學(xué)實驗報告三

PAGE報告創(chuàng)建時間：《現(xiàn)代密碼學(xué)》實驗報告年級、專業(yè)、班級2012級計算機科學(xué)與技術(shù)1班姓名陳康裕實驗題目對稱密碼算法DES實驗時間2014.11.20實驗地點主教0410實驗成績實驗性質(zhì)■驗證性□設(shè)計性□綜合性教師評價：□算法/實驗過程正確；□源程序/實驗內(nèi)容提交□程序結(jié)構(gòu)/實驗步驟合理；□實驗結(jié)果正確；□語法、語義正確；□報告規(guī)范；其他：評價教師簽名：實驗原理和目的DES算法屬于分組加密算法，即在明文加密和密文解密過程中，信息都是按照固定長度分組后進行處理的?；煜蛿U散是它采用的兩個最重要的安全特性?；煜侵竿ㄟ^密碼算法使明文和密文以及密鑰的關(guān)系非常復(fù)雜，無法從數(shù)學(xué)上描述或者統(tǒng)計。擴散是指明文和密鑰中的每一位信息的變動，都會影響到密文中許多位信息的變動，從而隱藏統(tǒng)計上的特性，增加密碼的安全。DES算法將明文分成64位大小的眾多數(shù)據(jù)塊，即分組長度為64位。同時用56位密鑰對64位明文信息加密，最終形成64位的密文。需要注意的地方是掌握DES算法的16輪加、解密流程以及子密鑰的產(chǎn)生流程。通過用DES算法對實際的數(shù)據(jù)進行加密和解密來深刻了解DES的運行原理。二、實驗項目內(nèi)容1、算法分析（1）寫出DES算法的16輪加、解密流程；（2）寫出子密鑰的產(chǎn)生流程；2、下載DES算法的實現(xiàn)程序，并調(diào)用其程序?qū)σ粋€文件進行加密和解密，提交程序代碼和執(zhí)行結(jié)果。3、調(diào)用下載的DES算法的實現(xiàn)程序?qū)斎氲氖M制數(shù)加密，比較輸入和輸出，當(dāng)改變一個位時比較輸出的變化，并說明原因。三、實驗過程或算法（源程序）1、（1）DES算法的16輪加、解密流程：加密流程解密流程（2）子密鑰的產(chǎn)生流程：子密鑰產(chǎn)生流程2、利用下列程序?qū)崿F(xiàn)一個文件的加密和解密：（程序的主要代碼，整個程序見附件）//密鑰置換1pc-1intDES_PC1_Transform(ElemTypekey[64],ElemTypetempbts[56]){intcnt;for(cnt=0;cnt<56;cnt++){tempbts[cnt]=key[PC_1[cnt]];}return0;}//密鑰置換2pc-2intDES_PC2_Transform(ElemTypekey[56],ElemTypetempbts[48]){intcnt;for(cnt=0;cnt<48;cnt++){tempbts[cnt]=key[PC_2[cnt]];}return0;}//E擴展置換intDES_E_Transform(ElemTypedata[48]){//這里data兩種用處,故為48位極人臣intcnt;ElemTypetemp[48];for(cnt=0;cnt<48;cnt++){temp[cnt]=data[E_Table[cnt]];//這里data下標(biāo)最高為32.}memcpy(data,temp,48);return0;}//P置換intDES_P_Transform(ElemTypedata[32]){intcnt;ElemTypetemp[32];for(cnt=0;cnt<32;cnt++){temp[cnt]=data[P_Table[cnt]];}memcpy(data,temp,32);return0;}//循環(huán)左移//左右兩邊同時循環(huán)左移相同的位數(shù).//10010循環(huán)左移1位為00101,左移2位為01010intDES_ROL(ElemTypedata[56],inttimes){ElemTypetemp[56];//temp只保存將要循環(huán)到右邊的位.//保存將要循環(huán)移動到右邊的位memcpy(temp,data,times);//保存前28位的移位memcpy(temp+times,data+28,times);//保存后28位的移位極人臣//前28位移動memcpy(data,data+times,28-times);//一般移位memcpy(data+28-times,temp,times);//循環(huán)位移動//后28位移動memcpy(data+28,data+28+times,28-times);memcpy(data+56-times,temp+times,times);return0;}//生成子密鑰intDES_MakeSubKeys(ElemTypekey[64],ElemTypesubKeys[16][48]){ElemTypetemp[56];intcnt;DES_PC1_Transform(key,temp);//PC1置換for(cnt=0;cnt<16;cnt++){//16輪跌代，產(chǎn)生16個子密鑰DES_ROL(temp,MOVE_TIMES[cnt]);//CiDi左右兩邊,循環(huán)左移DES_PC2_Transform(temp,subKeys[cnt]);//PC2置換，產(chǎn)生子密鑰}return0;}//異或intDES_XOR(ElemTypeR[48],ElemTypeL[48],intcount){intcnt;for(cnt=0;cnt<count;cnt++){R[cnt]^=L[cnt];//異或即為模2加法}return0;}//S盒置換48=8*632=8*4intDES_SBOX(ElemTypedata[48]){intcnt;intline,row,output;intcur1,cur2;for(cnt=0;cnt<8;cnt++){cur1=cnt*6;cur2=cnt<<2;//計算在S盒中的行與列b1b2b3b4b5b6b1b2//b3b4b5b6line=(data[cur1]<<1)+data[cur1+5];row=(data[cur1+1]<<3)+(data[cur1+2]<<2)+(data[cur1+3]<<1)+data[cur1+4];output=S[cnt][line][row];//化為2進制data[cur2]=(output&0X08)>>3;//取得output二進制倒數(shù)第4位為0還是1data[cur2+1]=(output&0X04)>>2;//output=7=0111oxo4=0100data[cur2+2]=(output&0X02)>>1;//相&得到0100右移2位得到1data[cur2+3]=output&0x01;}return0;}3、調(diào)用下載的DES算法的實現(xiàn)程序?qū)斎氲氖M制數(shù)加密。四、實驗結(jié)果及分析和（或）源程序調(diào)試過程1、對一個文件的加密和解密：明文在d:\\plaint.txt中：通過初始密鑰d:\\key.txt(密鑰是字符型的，1個字符對應(yīng)8比特)密文在d:\\cipher.txt中：解密得到明文為d:\\result.txt中2、輸入一個十六進制的數(shù)對其加密和解密：輸入為明文是：加密的密文是：改變明文中的2F變成1F時,密文為：從實驗結(jié)果可以看出，明文就算是相差一個位,但是他們的密文完全沒有規(guī)律可循,這就保證了數(shù)據(jù)加密的可靠性，至于這樣的原因,DES是