实验报告填写样例【红色字体请全部更换,以后各种实验均可参考,不能写得太简略】

重庆三峡学院计算机科学与工程学院实验报告——填写样例

开出学期：2015-2016学年第一学期

一、实验目的

1.通过这项实验使学生深入理解对称加密的基本原理；

2.了解各种经典的对称加密算法，实现最新的对称加密算法AES；

3.掌握……

4.会……

二、实验环境(硬件、软件平台及工具等)

操作系统环境：Windows7/2000/NT/XP；

办公软件环境：Word、Excel；

编程环境：java，Blue J，Visual c++；Turbo C。

三、实验内容及步骤(实验原理、内容、步骤、流程图、操作步骤等)

1、实验任务

任务性质：设计性实验。

任务描述：首先要完全理解AES算法的实现过程，然后用C或C++编写AES加解密程序。编写中应注意其执行效率。

2、概述：

AES 是一个新的可以用于保护电子数据的加密算法。明确地说，AES 是一个迭代的、对称密钥分组的密码，它可以使用128、192 和256 位密钥，并且用128 位（16字节）分组加密和解密数据。与公共密钥密码使用密钥对不同，对称密钥密码使用相同的密钥加密和解密数据。通过分组密码返回的加密数据的位数与输入数据相同。迭代加密使用一个循环结构，在该循环中重复置换（permutations ）和替换(substitutions）输入数据。

下图显示了AES密钥对一个数据块进行加密和解密的情形。

3.AES算法的框架描述

Rijndael算法是一个可变数据块长和可变密钥长的分组迭代加密算法，数据块长和密钥长可分别为128，192或256比特，但为了满足AES的要求，分组长度为128比特，密钥长度为128，192或256比特。AES密码算法采用的是代替一置换网络(SPN)结构，每一轮操作由4层组成：第1层(字节替换)为非线性层，

用S盒对每一轮中的单个字节分别进行替换；第2层(行移位)和第3层(列混合)是线性混合层，对当前的状

态阵按行移位，按列混合；第4层(密钥加层)用子密钥与当前状态阵进行字节上的异或。

具体算法结构如图所示：

四、试验中出现的问题及解决方法(实验中出现的问题与解决办法、实验结果、实验数据与曲线图表等) 程序运行开始界面：

在选择“0”方式后输入“这是个简单的AES加密和解密算法的实现，采用16位密钥”后运行的结果如下图所示：

五、实验结果总结(实验结果分析、心得体会以及改进意见等)

通过这次课程设计，才发现我们的能力非常有限，算法的实现是一个很大的考验，需要的不仅仅是比较全面的编程知识，还要较强的思维能力和足够的耐心。而我们在这些方面的能力是远远不够的，所以我们以后要努力加强这些方面的锻炼，多把书上理论的东西应用到实际中来，提高自己的实践能力。其实我们在实践的同时也是在学东西，在这个维持一个星期的课程设计中，我们一边学习一边探索，也学到了很多东西，其中感触良多，或者一个功能的实现都会让我们惊喜万分，因为这些东西是实实在在地用到实际中来了，这是在书本上感受不到的那种成就感！这次实验历时一个星期，通过这个星期的学习，发现了我们的很多不足，我们知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。

通过对信息安全这门课的学习和实验课的实践，我了解了对称加密算法（如DES,AES,3DES等）和非对称加密算法（如RSA）的基本原理，特别是对AES的实验，我掌握了它加密和解密的实现，进一步理解了它的功能和一些要改进的地方。巩固了我信息安全这门课的知识，使理论和实验联系起来，让我印象深刻。

六、附录（实验源代码等另附纸张，教师没要求是可不要附录）

2015年10 月31 日

附录：

总体的实现方法和代码如下：

//package https://www.360docs.net/doc/ca3875980.html,mon;

import java.io.*;

import javax.crypto.Cipher;

import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;

import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import sun.misc.BASE64Decoder;

import sun.misc.BASE64Encoder;

* AES加解密算法

* @author jim

public class AES {

// 加密

public static String Encrypt(String sSrc, String sKey) throws Exception { if (sKey == null) {

System.out.print("Key为空null");

return null;

}

// 判断Key是否为16位

if (sKey.length() != 16) {

System.out.print("Key长度不是16位");

return null;

}

byte[] raw = sKey.getBytes();

SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");

Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");

//简易的矩阵加密编码法ciphe

IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec("0102030405060708".getBytes());

cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, iv);

byte[] encrypted = cipher.doFinal(sSrc.getBytes());

return byte2hex(encrypted).toLowerCase();

}

// 解密

public static String Decrypt(String sSrc, String sKey) throws Exception { try {

// 判断Key是否正确

if (sKey == null) {

System.out.print("Key为空null");

return null;

}

// 判断Key是否为16位

if (sKey.length() != 16) {

System.out.print("Key长度不是16位");

return null;

}

byte[] raw = sKey.getBytes("ASCII");

SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");

Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");

IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec("0102030405060708".getBytes());

cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, iv);

byte[] encrypted1 = hex2byte(sSrc);

try {

byte[] original = cipher.doFinal(encrypted1);

String originalString = new String(original);

return originalString;

} catch (Exception e) {

System.out.println(e.toString());

return null;

}

} catch (Exception ex) {

System.out.println(ex.toString());

return null;

}

}

public static byte[] hex2byte(String strhex) {

if (strhex == null) {

return null;

}

int l = strhex.length();

if (l % 2 == 1) {

return null;

}

byte[] b = new byte[l / 2];

for (int i = 0; i != l / 2; i++) {

b[i] = (byte) Integer.parseInt(strhex.substring(i * 2, i * 2 + 2),16);

}

return b;}

public static String byte2hex(byte[] b) {

String hs = "";

String stmp = "";

for (int n = 0; n < b.length; n++) {

stmp = (https://www.360docs.net/doc/ca3875980.html,ng.Integer.toHexString(b[n] & 0XFF));

if (stmp.length() == 1) {

hs = hs + "0" + stmp;

} else {

hs = hs + stmp;

}

}

return hs.toUpperCase();

}

public static void main(String args[]) throws Exception {

加密用的Key 可以用26个字母和数字组成，最好不要用保留字符，虽然不会错，至于怎么裁决，个人看情况而定

String cKey = "1111222233334444";

System.out.println("请选择操作方法：");

System.out.println("*****: 0-------自行输入字符串！---------------");

System.out.println("*****: 1-------加密的文件名为a.txt！---------");

System.out.println("*****: 2-------退出系统-----------------------");

char ch=(char)System.in.read();

if(ch=='0')

{

char c=(char)System.in.read();

System.out.print("请输入要加密的明文:");

BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

String cSrc=in.readLine();

String enString = AES.Encrypt(cSrc, cKey);

System.out.println("加密后的密文：" + enString);

String DeString = AES.Decrypt(enString, cKey);

System.out.println("解密后的明文是：" + DeString+"\n\n");

}

else if(ch=='1')

{

FileReader in=new FileReader("a.txt");//建立文件输入流

BufferedReader bin=new BufferedReader(in);//建立缓冲输入流

FileWriter EncryptOut=new FileWriter(" Encrypt.txt",true);//建立文件输出流FileWriter DecryptOut=new FileWriter(" Decryt.txt",true);//建立文件输出流String cSrc;

while ((cSrc=bin.readLine())!=null)

{

//将缓冲区内容通过循环方式逐行赋值给字符串cSrc

System.out.println("原字符串是：" + cSrc);

String enString = AES.Encrypt(cSrc, cKey);

System.out.println("加密后的密文：" + enString);/

/在屏幕上显示字符串cSrc

EncryptOut.write(enString+"\n");

//将字符串enString 通过输出流写入Encrypt.txt 中String DeString = AES.Decrypt(enString, cKey);

System.out.println("解密后的明文是：" + DeString+"\n\n");

DecryptOut.write(DeString+"\n");

}

in.close();

EncryptOut.close();

DecryptOut.close();

}

else if(ch=='2')

{

System.exit(0);

}

else

{

System.out.println("请确认输入！！");

System.out.println("请选择操作方法：");

System.out.println("*****: 0-------自行输入字符串！---------------");

System.out.println("*****: 1-------加密的文件名为a.txt！---------");

System.out.println("*****: 2-------退出系统-----------------------");

ch=(char)System.in.read();