实验报告1-20142201-张皓翔

实验一、DES单步加密实验【实验目的】1.掌握DES算法的基本原理2.了解DES算法的详细步骤【实验环境】1.本试验需要密码教学实验系统的支持2.操作系统为Windows2000或者WindowsXP【实验预备知识点】什么是DES算法？DES算法为密码体制中的对称密码体制，明文按64位进行分组，密钥长64位，密钥事实上是56位参与DES运算（第8、16、24、32、40、48、56、64位是校验位，使得每个密钥都有奇数个1）分组后的明文组和56位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。【实验内容】1.掌握DES算法的原理及过程2.完成DES密钥扩展运算3.完成DES数据加密运算【实验步骤】1.打开“DES理论学习”，掌握DES算法的加解密原理；2.打开“DES算法流程”，开始DES单步加密实验；3.选择密钥输入为ASCII码或十六进制码模式，输入密钥；若为ASCII码模式，则输入8个字符的ASCII码；若为十六进制码模式，则输入16个字符的十六进制码（0～9，a～f，A～F）；4.点击“比特流”按钮，将输入的密钥转化为64位比特流；5.点击“置换选择I”按钮，完成置换选择I运算，得到56bit有效密钥位，并分为左右两部分，各28bit；6.点击C0下的“循环左移”按钮，对C0进行循环左移运算；7.点击D0下的“循环左移”按钮，对D0进行循环左移运算，如图1-1；8.点击“选择置换II”按钮，得到扩展子密钥K1，如图1-2；9.进入第二部分——加密，选择加密输入为ASCII码或十六进制码模式，输入明文；若为ASCII码模式，则输入8个字符的ASCII码；若为十六进制码模式，则输入16个字符的十六进制码（0～9，a～f，A～F）；10.点击“比特流”按钮，将输入明文转化为64位比特流；11.点击“初始IP置换”按钮，将64bit明文进行IP置换运算，得到左右两部分，各32bit；12.点击“选择运算E”按钮，将右32bit扩展为48bit；13.点击“异或运算”按钮，将扩展的48bit与子密钥K1进行按位异或，如图1-3；14.依次点击“S1”、“S2”、“S3”、“S4”、“S5”、“S6”、“S7”、“S8”按钮，对中间结果分组后进行S盒运算；15.点击“置换运算P”按钮，对S盒运算结果进行P置换运算；16.点击“异或运算”按钮，将P置换运算结果与L0进行按位异或，得到R1；17.点击“逆初始置换IP_1”按钮，得到最终的加密结果，如图1-4。1-11-21-31-4图1-1DES单步加密实验界面【实验思考题】1.DES算法中大量的置换运算的作用是什么？保证在短时间内不被暴力破解2.DES算法中S盒变换的作用是什么？把48bit数据变为32bit数据2、DES算法实验【实验目的】1.掌握DES运算的基本原理2.了解DES运算的实现方法【实验环境】1.本试验需要密码教学实验系统的支持2.操作系统为Windows2000或者WindowsXP【实验预备知识点】1.DES算法有什么特点？2.DES算法的加解密过程？3.DES有哪些工作模式？各有什么特点？【实验内容】1.掌握DES算法的原理及过程2.完成字符串数据的DES加密运算3.完成字符串数据的DES解密运算【实验步骤】1.打开“DES理论学习”，掌握DES算法的加解密原理；2.打开“DES实例”，进行字符串的加解密操作；3.选择“工作模式”为“ECB”或“CBC”或“CFB”或“OFB”；4.选择“填充模式”为“ISO_1”或“ISO_2”或“PAK_7”；5.输入明文前选择ASCII码或十六进制码输入模式，然后在明文编辑框内输入待加密的字符串；6.输入密钥前选择ASCII码或十六进制码输入模式，然后在密钥编辑框内输入密钥；若为ASCII码模式，则输入不超过8个字符的ASCII码，不足部分将由系统以0x00补足；若为十六进制码模式，则输入不超过16个字符的十六进制码（0～9，a～f，A～F），不足部分将由系统以0x00补足；7.点击“加密”按钮，进行加密操作，密钥扩展的结果将显示在列表框中，密文将显示在密文编辑框中；8.点击“解密”按钮，密文将被解密，显示在明文编辑框中，填充的字符将被自动除去；也可以修改密钥，再点击“解密”按钮，观察解密是否会正确；9.点击“清空”按钮即可进行下次实验。图2-1DES算法实验界面【实验思考题】在DES算法中有哪些是弱密钥？哪些是半弱密钥？弱密钥：如果秘钥分为两部分（每部分28位),分别全都是0或者全1，则任一周期中的子秘钥将完全相同，叫做弱密钥。半弱密钥：使圈秘钥只有两种的秘钥。3DES算法实验【实验目的】1.了解3DES算法的基本原理2.掌握3DES算法的实现方法【实验环境】1.本试验需要密码教学系统的支持2.操作系统为Windows2000或者WindowsXP【实验预备知识点】1.DES之后，为什么要有3DES？2.就密钥的长度而言，3DES的有几种加密方式？【实验内容】1.完成单块的数据的3DES3密钥加密运算2.完成单块的数据的3DES2密钥加密运算【实验步骤】1.熟悉3DES运算原理；2.掌握不同密钥数量的情况下，3DES的数学公式表示；3.在密码教学系统中，打开“3DES实例”，如图3-1；4.选择“工作模式”为“ECB”或“CBC”或“CFB”或“OFB”；5.选择“填充模式”为“ISO_1”或“ISO_2”或“PAK_7”；6.输入明文前选择ASCII码或十六进制码输入模式，然后在明文编辑框内输入待加密的字符串；7.选择密钥长度为16字节或者24字节，分别代表双密钥或三密钥；8.输入密钥前选择ASCII码或十六进制码输入模式，然后在密钥编辑框内输入密钥；若为ASCII码模式，则输入16个或24个字符的ASCII码，不足部分将由系统以0x00补足；若为十六进制码模式，则输入不超过32个或48个字符的十六进制码（0～9，a～f，A～F），不足部分将由系统以0x00补足；9.点击“加密”按钮，进行加密操作，密钥扩展的结果将显示在列表框中，密文将显示在密文编辑框中；10.点击“解密”按钮，密文将被解密，显示在明文编辑框中，填充的字符将被自动除去；也可以修改密钥，再点击“解密”按钮，观察解密是否会正确；11.点击“清空”按钮即可进行下次实验。【实验思考题】将下面的两个密钥中的有效比特列出来k1：12345678k2：23456789