AES加密解密实验报告
信息安全工程课程
实验报告
AES加密解密的实现
课程名称：信息安全工程
学生姓名：黄小菲
学生学号： 3112041006
专业班级：系统工程2038班
任课教师：蔡忠闽
2012年11月22日
目录
1．背景 (1)
1.1 Rijndael密码的设计标准： (1)
1.2 设计思想 (1)
2.系统设计 (2)
2.1系统主要目标 (2)
2.2功能模块与系统结构 (2)
2.2.1字节替换SubByte (2)
2.2.2行移位ShiftRow (2)
2.2.3 列混合MixColumn (3)
2.2.4 轮密钥加AddRoundKey (4)
2.2.5 逆字节替换 (4)
2.2.6逆行移位InvShiftRow (4)
2.2.7 逆列混淆 (4)
3 加密模式 (5)
3.1 电子密码本ECB模式 (5)
3.2加密块链模式CBC模式 (6)
4 系统功能程序设计 (8)
4.1基本加密部分 (8)
4.1.1字节替换 (8)
4.1.2行移位 (8)
4.1.3列混合 (9)
4.1.4轮密钥加 (9)
4.1.5密钥扩展 (10)
4.1.6逆字节替换 (11)
4.1.7逆行移位 (11)
4.1.8逆列混合 (12)
4.1.9加密 (12)
4.1.10解密 (13)
5 实验结果 (14)
5.1 需要加密文件 (14)
5.2 实验加密解密结果 (15)
6 参考资料 (16)
1．背景
AES，密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。AES 有一个固定的128位的块大小和128，192或256位大小的密钥大小。Rijndael算法汇聚了安全性、效率高、易实现性和灵活性等优点,是一种较DES更好的算法。
该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijndael之命名之，投稿高级加密标准的甄选流程。（Rijdael的发音近于"Rhine doll"。）AES在软体及硬件上都能快速地加解密，相对来说较易于实作,且只需要很少的记忆体。作为一个新的加密标准,目前正被部署应用到更广大的范围.
1.1 Rijndael密码的设计标准：
①抵抗所有已知的攻击。
②在多个平台上速度快，编码紧凑。
③设计简单。
当前的大多数分组密码，其轮函数是Feistel结构。
Rijndael没有这种结构。
Rijndael轮函数是由3个不同的可逆均匀变换
1.2 设计思想
?分组和密钥长度可变，各自可独立指定为128、192、256比特。
?状态
?算法中间的结果也需要分组，称之为状态，状态可以用以字节为元素的矩阵
阵列表示，该阵列有4行，列数N b为分组长度除32
?种子密钥
?以字节为元素的矩阵阵列描述，阵列为4行，列数N k为密钥长度除32
2.系统设计
2.1系统主要目标
基本要求部分：
1． 在深入理解AES 加密/解密算法理论的基础上，设计一个AES 加密/解密软件系统； 2． 完成CBC 和ECB 模式加密解密
2.2功能模块与系统结构
主要功能模块如下：
2.2.1字节替换SubByte
非线性代换是可逆的，由以下两个变换的合成得到：
① 首先，将字节看作GF(28)上的元素，映射到自己的乘法逆元，‘00’映射到自己。 ② 其次，对字节做如下仿射变换：
00
11223344556677
10001111111000111
11110001101
111000101111100000111110010011111010
1
1
1
1
10y x y x y x y x y x y x y x y x ?
???????
? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? =+ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ?????
?
?????????????
图 1 字节代换示意图
2.2.2行移位ShiftRow
将状态阵列的各行进行循环移位，移位量与分组长度的关系
图2 行移位示意图
2.2.3 列混合MixColumn
图3 列混合示意图
状态阵列的每个列a(x)与一个固定的多项式c(x)进行模x 4+1乘法后混淆为b(x).记为 c(x)是模x 4+1可逆的多项式‘03’x 3+‘01’x 2+‘01’x+‘02’ 逆d(x)=‘0B’x 3+‘0D’x 2+‘09’x+‘0E’ 00
11
22
3
3
02030101010203010101020303
01
01
02b a b a b a b a ?????? ? ?
? ? ? ?= ? ? ? ? ? ???????
2.2.4 轮密钥加AddRoundKey
图4 轮密钥加示意图
。
密钥加:轮密钥与状态进行逐比特异或。轮密钥长度等于分组长度N
b 密钥加运算的逆运算是其自身。
2.2.5 逆字节替换
通过逆S盒的映射变换得到
2.2.6逆行移位InvShiftRow
图5 逆行移位示意图
与加密时的行移位区别在于移位方向相反。
2.2.7 逆列混淆
图6 逆列混合示意图
加密与解密系统流程图如下所示，
1
图7 加密解密流程图
3 加密模式
3.1 电子密码本ECB 模式
ECB 模式是最古老,最简单的模式，将加密的数据分成若干组，每组的大小跟加密密钥长度相同；然后每组都用相同的密钥加密, 比如DES 算法, 如果最后一个分组长度不够64位,要补齐64位； 定义:
Enc(X,Y)是加密函数 Dec(X,Y)是解密函数
Key是加密密钥；
Pi ( i = 0,1…n)是明文块，大小为64bit；
Ci ( i = 0,1…n)是密文块，大小为64bit;
ECB加密算法可表示为：
Ci = Enc(Key, Pi)
ECB解密算法可以表示为：
Pi = Dec(Key,Ci)
算法特点:
?每次Key、明文、密文的长度都必须是64位；
?数据块重复排序不需要检测；
?相同的明文块(使用相同的密钥)产生相同的密文块，容易遭受字典攻击；?一个错误仅仅会对一个密文块产生影响；
图8 电子密码本ECB模式
3.2加密块链模式CBC模式
CBC 与ECB模式最大的不同是加入了初始向量
定义：
Enc(X,Y)是加密函数
Dec(X,Y)是解密函数
Key是加密密钥；
Pi ( i = 0,1…n)是明文块，大小为64bit；
Ci ( i = 0,1…n)是密文块，大小为64bit;
XOR(X,Y)是异或运算；
IV是初始向量（一般为64位）；
ECB加密算法可表示为：
C0 = Enc(Key, XOR(IV, P0)
Ci = Enc(Key, XOR(Ci-1, Pi)
ECB解密算法可以表示为：
P0 = XOR(IV, Dec(Key, C0))
Pi = XOR(Ci-1, Dec(Key,Ci))
算法特点:
每次加密的密文长度为64位(8个字节);
当相同的明文使用相同的密钥和初始向量的时候CBC模式总是产生相同的密文;
密文块要依赖以前的操作结果,所以，密文块不能进行重新排列;
可以使用不同的初始化向量来避免相同的明文产生相同的密文,一定程度上抵抗字典攻击; 一个错误发生以后,当前和以后的密文都会被影响;
图9 加密块链模式CBC模式
4 系统功能程序设计
4.1基本加密部分
4.1.1字节替换
SubBytes（）变换是一个基于S盒的非线性置换，它用于将输入或中间态的每一个字节通过一个简单的查表操作，将其映射为另一个字节。映射方法是把输入字节的高四位作为S 盒的行值，低四位作为列值，然后取出S盒中对应的行和列的元素作为输出。Aes::SubBytes()
{
for (int r = 0; r < 4; ++r)
{
for (int c = 0; c < 4; ++c)
{
State[r,c] = Sbox[ ( State[r,c] >> 4), ( State[r,c] & 0x0f) ];
}
}
} // SubBytes
4.1.2行移位
ShiftRows（）完成基于行的循环移位操作，变换方法是第0行不动，第一行循环左移一个字节，第二位循环左移两个字节，第三行循环左移三个字节。
Aes::ShiftRows()
{
byte[,] temp = new byte[4,4];
for (int r = 0; r < 4; ++r) // copy State into temp[]
{
for (int c = 0; c < 4; ++c)
{
temp[r,c] = State[r,c];
}
}
for (int r = 1; r < 4; ++r) // shift temp into State
{
for (int c = 0; c < 4; ++c)
{
State[r,c] = temp[ r, (c + r) % Nb ];
}
}
} // ShiftRows()
4.1.3列混合
MixColumns（）实现逐列混合，方法是s’(x)=c(x)*s(x)mod(x^4+1)
Aes::MixColumns()
{
byte[,] temp = new byte[4,4];
for (int r = 0; r < 4; ++r) // copy State into temp[]
{
for (int c = 0; c < 4; ++c)
{
temp[r,c] = State[r,c];
}
}
for (int c = 0; c < 4; ++c)
{
State[0,c] = (byte) ( (int)gfmultby02(temp[0,c]) ^
(int)gfmultby03(temp[1,c]) ^
(int)gfmultby01(temp[2,c]) ^ (int)gfmultby01(temp[3,c]) );
State[1,c] = (byte) ( (int)gfmultby01(temp[0,c]) ^
(int)gfmultby02(temp[1,c]) ^
(int)gfmultby03(temp[2,c]) ^ (int)gfmultby01(temp[3,c]) );
State[2,c] = (byte) ( (int)gfmultby01(temp[0,c]) ^
(int)gfmultby01(temp[1,c]) ^
(int)gfmultby02(temp[2,c]) ^ (int)gfmultby03(temp[3,c]) );
State[3,c] = (byte) ( (int)gfmultby03(temp[0,c]) ^
(int)gfmultby01(temp[1,c]) ^
(int)gfmultby01(temp[2,c]) ^ (int)gfmultby02(temp[3,c]) );
}
} // MixColumns
4.1.4轮密钥加
AddRoundKey ()用于将输入或中间态S的每一列与一个密钥字ki进行按位异或，每一个轮密钥由Nb个字组成。
Aes::AddRoundKey(int round)
{
for (int r = 0; r < 4; ++r)
{
for (int c = 0; c < 4; ++c)
{
State[r,c] = (byte) ( (int) State[r,c] ^ (int)w[(round*4)+c,r] );
}
}
} // AddRoundKey()
4.1.5密钥扩展
通过生成器产生Nr+1个轮密钥，每个轮密钥由Nb个字组成，共有Nb（Nr+1）个字。在加密过程中，需要Nr+1个轮密钥，需要构造4（Nr+1）个32位字。首先将输入的4个字节直接复制到扩展密钥数组的前4个字中，得到W[0],W[1],W[2],W[3];然后每次用4个字填充扩展密钥数余下的部分。
Aes::KeyExpansion()
{
w = new byte[Nb * (Nr+1), 4]; // 4 columns of bytes corresponds to a word for (int row = 0; row < Nk; ++row)
{
w[row,0] = key[4*row];
w[row,1] = key[4*row+1];
w[row,2] = key[4*row+2];
w[row,3] = key[4*row+3];
}
byte[] temp = new byte[4];
for (int row = Nk; row < Nb * (Nr+1); ++row)
{
temp[0] = w[row-1,0]; temp[1] = w[row-1,1];
temp[2] = w[row-1,2]; temp[3] = w[row-1,3];
if (row % Nk == 0)
{
temp = SubWord(RotWord(temp));
temp[0] = (byte)( (int)temp[0] ^ (int) Rcon[row/Nk,0] );
temp[1] = (byte)( (int)temp[1] ^ (int) Rcon[row/Nk,1] );
temp[2] = (byte)( (int)temp[2] ^ (int) Rcon[row/Nk,2] );
temp[3] = (byte)( (int)temp[3] ^ (int) Rcon[row/Nk,3] );
}
else if ( Nk > 6 && (row % Nk == 4) )
{
temp = SubWord(temp);
}
// w[row] = w[row-Nk] xor temp
w[row,0] = (byte) ( (int) w[row-Nk,0] ^ (int)temp[0] );
w[row,1] = (byte) ( (int) w[row-Nk,1] ^ (int)temp[1] );
w[row,2] = (byte) ( (int) w[row-Nk,2] ^ (int)temp[2] );
w[row,3] = (byte) ( (int) w[row-Nk,3] ^ (int)temp[3] );
} // for loop
} // KeyExpansion()
4.1.6逆字节替换
与字节代替类似，逆字节代替基于逆S盒实现。
Aes::InvSubBytes()
{
for (int r = 0; r < 4; ++r)
{
for (int c = 0; c < 4; ++c)
{
State[r,c] = iSbox[ ( State[r,c] >> 4), ( State[r,c] & 0x0f) ];
}
}
} // InvSubBytes
4.1.7逆行移位
与行移位相反，逆行移位将态state的后三行按相反的方向进行移位操作，即第0行保持不变，第1行循环向右移一个字节，第2行循环向右移动两个字节，第3行循环向右移动三个字节。
Aes::InvShiftRows()
{
byte[,] temp = new byte[4,4];
for (int r = 0; r < 4; ++r) // copy State into temp[]
{
for (int c = 0; c < 4; ++c)
{
temp[r,c] = State[r,c];
}
}
for (int r = 1; r < 4; ++r) // shift temp into State
{
for (int c = 0; c < 4; ++c)
{
State[r, (c + r) % Nb ] = temp[r,c];
}
}
} // InvShiftRows()
4.1.8逆列混合
逆列混淆的处理办法与MixColumns（）类似，每一列都通过与一个固定的多项式d(x)相乘进行交换。
Aes::InvMixColumns()
{
byte[,] temp = new byte[4,4];
for (int r = 0; r < 4; ++r) // copy State into temp[]
{
for (int c = 0; c < 4; ++c)
{
temp[r,c] = State[r,c];
}
}
for (int c = 0; c < 4; ++c)
{
State[0,c] = (byte) ( (int)gfmultby0e(temp[0,c]) ^
(int)gfmultby0b(temp[1,c]) ^
(int)gfmultby0d(temp[2,c]) ^ (int)gfmultby09(temp[3,c]) );
State[1,c] = (byte) ( (int)gfmultby09(temp[0,c]) ^
(int)gfmultby0e(temp[1,c]) ^
(int)gfmultby0b(temp[2,c]) ^ (int)gfmultby0d(temp[3,c]) );
State[2,c] = (byte) ( (int)gfmultby0d(temp[0,c]) ^
(int)gfmultby09(temp[1,c]) ^
(int)gfmultby0e(temp[2,c]) ^ (int)gfmultby0b(temp[3,c]) );
State[3,c] = (byte) ( (int)gfmultby0b(temp[0,c]) ^
(int)gfmultby0d(temp[1,c]) ^
(int)gfmultby09(temp[2,c]) ^ (int)gfmultby0e(temp[3,c]) );
}
} // InvMixColumns
4.1.9加密
加密部分我分了两种情况，一种是自动检查加密程序的正确性，之前在程序里给明文和密钥赋上初值，运行程序检验结果是否正确；另一种是用户手动输入
32位的十六进制数，进行加密，我是把每一具体项模块化，将功能在每个具体模块中实现，只需要直接调用，视觉效果强，一目了然。
下面是实现加密功能一些关键代码
void Aes::Cipher(char* input, char* output) // encipher 16-bit input
{
// state = input
int i;
State = new char[4*Nb]; // always [4,4]
for (i = 0; i < (4 * Nb); ++i)
{
State[i % 4, i / 4] = input[i];
}
AddRoundKey(0);
for (int round = 1; round <= (Nr - 1); ++round) // main round loop
{
SubBytes();
ShiftRows();
MixColumns();
AddRoundKey(round);
} // main round loop
SubBytes();
ShiftRows();
AddRoundKey(Nr);
// output = state
for (i = 0; i < (4 * Nb); ++i)
{
output[i] = State[i % 4, i / 4];
}
} // Cipher()
4.1.10解密
AES解密我也是分成了两个部分，第一部分是在程序中对密文和密钥赋初值，通过与标准对照检查解密过程的正确性；第二部分是用户手动输入密文和密钥，程序对其进行解密，得到最后的明文。
解密过程基本如下：
1）获取输入的明文和密钥2）通过密钥扩展过程获取各轮密钥3）轮密钥加变换过程4）逆行移位5）逆字节替代6）轮密钥加变换7）逆列混淆4—7步共9次循环，最后一轮实现4—6步，完成解密过程。
主要代码如下：
Aes:: InvCipher(char* input, char* output) // decipher 16-bit input {
// state = input
State = new byte[4,Nb]; // always [4,4]
for (int i = 0; i < (4 * Nb); ++i)
{
State[i % 4, i / 4] = input[i];
}
AddRoundKey(Nr);
for (int round = Nr-1; round >= 1; --round) // main round loop {
InvShiftRows();
InvSubBytes();
AddRoundKey(round);
InvMixColumns();
} // end main round loop for InvCipher
InvShiftRows();
InvSubBytes();
AddRoundKey(0);
// output = state
for (int i = 0; i < (4 * Nb); ++i)
{
output[i] = State[i % 4, i / 4];
}
} // InvCipher()
5 实验结果
5.1 需要加密文件
需要加密: 302f6a8885a308d3112198a2e0370737
秘钥: abcdefghijklmnoprstuvwxyzasdbnmk
分组长度为128位
采用256位密钥长度
以文本文档存储
5.2 实验加密解密结果
基本AES加密实验加密结果:
0/j垍??!槩? 7
实验解密结果:
302f6a8885a308d3112198a2e0370737
CBC模式加密实验加密结果:
嫺応Y $Y糠祹? ?S?=藄@i5) -n榯閃 ? S*?}谳?
实验解密结果:
302f6a8885a308d3112198a2e0370737
ECB加密实验加密结果:
嫺応Y $Y糠祹? 緥虪 蟥
??w 緢?葙谉禔 ?濜
实验解密结果:
302f6a8885a308d3112198a2e0370737
说明：密文基本不可读，因为是十六进制的，有些不是正常的ASCII码，可以用UltraEdit
查看对应的十六进制文件。
6 实验心得
本次实验的主要内容是AES加密算法的实现。在仔细看懂AES加密原理的基础上，真
正明白了加密的精髓虽然是简单的扩散(diffusion)和混淆(confusion)，但是却是很精妙的所在。加密过程依次经过读进明文、读进密钥、产生轮子密钥、轮密钥加、轮变换（包括字节
替换、列变换、列混淆、轮密钥加）及最后轮变换得到密文，而解密过程则是加密过程的逆过程，依次经过读取密文、读取密钥、产生轮子密钥、轮密钥加、轮变换（包括逆列变换、逆字节替换、获得轮密钥、轮密钥加、逆列混淆）和最后一轮变换。
为了更加明白AES的特点，我还学习了DES算法及其实现，比较这两种加密算法我们
可以发现：他们都是对称的分组加密算法；具有相当高的复杂性，使得破译的开销超过可能获得的利益，同时理解和掌握密码体制的安全性应该不依赖于算法的保密，其安全性仅以加密密钥的保密为基础实现经济，运行有效，并且适用于多种完全不同的应用。DES为64位，但AES可以为128、192和256位；DES包括对密钥和明文的按位变换及子密钥计算等，对比AES，我们可以发现，AES比DES更加复杂，从而AES也解决了DES的一些问题：( 1) 作为分组密码,DES的加密单位仅有64位二进制,这对于数据传输来说太小,因为每个分组仅含8个字符,而且其中某些位还要用于奇偶校验或其他通讯开销。( 2) DES的密钥的位数太短,只有56比特,而且各次迭代中使用的密钥是递推产生的,这种相关必然降低密码体制的安全性, 在现有技术下用穷举法寻找密钥已趋于可行。(3) DES不能对抗差分和线性密码分析。迄今为止, DES算法中的S盒8个选择函数矩阵的设计原理因美国政府方面的干预, 不予公布。从这一方面严格地讲DES算法并不是一个真正的公开加密算法。S盒设计中利用了重复因子, 致使加密或解密变换的密钥具有多值性, 造成使用DES合法用户的不安全性。而且, 在DES加密算法的所有部件中, S盒是唯一的具有差分扩散功能的部件(相对于逐位异或), 其它都是简单的位置交换, 添加或删减等功能, 毫无差分扩散能力。这样, DES的安全性几乎全部依赖于S盒,攻击者只要集中力量对付S盒就行了。( 4) DES用户实际使用的密钥长度为56bit, 理论上最大加密强度为256。DES算法要提高加密强度(例如增加密钥长度), 则系统开销呈指数增长。除采用
提高硬件功能和增加并行处理功能外,从算法本身和软件技术方面无法提高DES 算法的加密强度。
由于之前基本没有接触过信息安全的内容，所以在开始的时候觉得学习安全加密的内容有些困难，但是在学习的过程中，却发现安全和加密在我们的生活中是无处不在的，例如网上购物、车库、邮件、电话、A TM，甚至一些PDF文档也使用了AES加密。另外要说明的是，因为本人编程能力有限，所以在网上找到很多的AES加密算法程序，但是总是运行有很多错误，所以还参考了同学刘杨的程序。改程序是一个很痛苦的过程，作为一个研究生，我知道自己的编程能力实在是很欠缺，所以经过这次我更加深刻的体会到了编程能力提升的必要性和紧迫性。
6 参考资料
https://www.360docs.net/doc/1f11911504.html,/view/75e3f041be1e650e52ea99e6.html
https://www.360docs.net/doc/1f11911504.html,/view/4e87ab10f18583d0496459b4.html
https://www.360docs.net/doc/1f11911504.html,/view/80f08a34eefdc8d376ee32d3.html
https://www.360docs.net/doc/1f11911504.html,/view/0266870cba1aa8114431d9b1.html
https://www.360docs.net/doc/1f11911504.html,/view/cf313cf19e31433239689342.html
https://www.360docs.net/doc/1f11911504.html,/view/a3330d12a216147917112808.html
https://www.360docs.net/doc/1f11911504.html,/question/152976165.html#
https://www.360docs.net/doc/1f11911504.html,/greenkugua/article/details/636064
https://www.360docs.net/doc/1f11911504.html,/s/0/AES-C---2008
DES算法实验报告
DES算法实验报告 姓名：学号：班级： 一、实验环境 1．硬件配置：处理器（英特尔Pentium双核E5400 @ 2.70GHZ 内存：2G） 2．使用软件： ⑴操作系统：Windows XP 专业版32位SP3(DirectX 9.0C) ⑵软件工具：Microsoft Visual C++ 6.0 二、实验涉及的相关概念或基本原理 1、加密原理 DES 使用一个 56 位的密钥以及附加的 8 位奇偶校验位，产生最大 64 位的分组大小。这是一个迭代的分组密码，使用称为 Feistel 的技术，其中将加密的文本块分成两半。使用子密钥对其中一半应用循环功能，然后将输出与另一半进行“异或”运算；接着交换这两半，这一过程会继续下去，但最后一个循环不交换。DES 使用 16 个循环，使用异或，置换，代换，移位操作四种基本运算。 三、实验内容 1、关键代码 ⑴子密钥产生
⑵F函数以及加密16轮迭代 2、DES加密算法的描述及流程图 ⑴子密钥产生 在DES算法中，每一轮迭代都要使用一个子密钥，子密钥是从用户输入的初始密钥产生的。K是长度为64位的比特串，其中56位是密钥，8位是奇偶校验位，分布在8，16，24，32，40，48，56，64比特位上，可在8位中检查单个错误。在密钥编排计算中只用56位，不包括这8位。子密钥生成大致分为：置换选择1（PC-1）、循环左移、置换选择2（PC-2）等变换，分别产生16个子密钥。 DES解密算法与加密算法是相同的，只是子密钥的使用次序相反。 ⑵DES加密算法 DES密码算法采用Feistel密码的S-P网络结构，其特点是：加密和解密使用同一算法、
文件加密与解密实验报告
HUNAN UNIVERSITY 程序设计训练——文件加密与解密 报告 学生姓名X X X 学生学号20110102308 专业班级建环308 指导老师何英 2012-07-01至 2012-07-13
一、程序设计目的和要求 (3) 二、程序设计内容 (4) 1、总体设计 (4) 1.1主控选择模块 (4) 1.2加密模块 (4) 1.3解密模块 (4) 2、流程图 (5) 三模块详细说明 (6) 四、测试数据及其结果 (7) 五、课程设计总结 (8) 六、附录 (9) 附录1：参考文献 (9) 附录2：程序源代码 (9)
一、程序设计目的和要求 1、目的：为保证个人数据资料不被他人窃取使用，保护个人隐私及个人文件。设计一个基于c语言的文本文件加密及解密软件，可以方便对文本文件的加密与解密。本设计实现了文本文件的解密及解密，运行软件之后只需输入任意一个文本文件的文件名及后缀名即可对该文本文件进行加密或解密操作。本设计的加密与解密系统，使用了面向各类文件的方法，运用Microsoft Visual C++ 6.0实现具有加密、解密、帮助信息、读取文本文件、显示结果、退出等功能的文件加密与解密系统。 2、要求： （1）从键盘输入要进行加密的一行字符串或者需要加密的文件名。 （2）显示菜单： （3）选择菜单，进行相应的操作。加密方法是设置一加密字符串以及对文件的哪些部分进行加密；加密是将原始文件加密并保存到文件中；解密是将加了密的文件还原并保存到文件中，同时应比较与原始文件的一致性； 3、其他要求 （1）变量、函数命名符合规范。 （2）注释详细：每个变量都要求有注释说明用途；函数有注释说明功能，对参数、返回值也要以注释的形式说明用途；关键的语句段要求有注释解释。
实验报告_密码学
信息安全实验报告 学号： 学生姓名： 班级：
实验三密码学实验 一、古典密码算法实验 一、实验目的 通过编程实现替代密码算法和置换密码算法，加深对古典密码体制的了解，为深入学习密码学奠定基础。 二、编译环境 运行windows 或linux 操作系统的PC 机，具有gcc（linux）、VC （windows）等C语言编译环境。 三、实验原理 古典密码算法历史上曾被广泛应用，大都比较简单，使用手工和机械操作来实现加密和解密。它的主要应用对象是文字信息，利用密码算法实现文字信息的加密和解密。下面介绍两种常见的具有代表性的古典密码算法，以帮助读者对密码算法建立一个初步的印象。 1．替代密码 替代密码算法的原理是使用替代法进行加密，就是将明文中的字符用其它字符替代后形成密文。例如：明文字母a、b、c、d ，用D、E、F、G做对应替换后形成密文。 替代密码包括多种类型，如单表替代密码、多明码替代密码、多字母替代密码、多表替代密码等。下面我们介绍一种典型的单表替代密码，恺撒(caesar)密码，又叫循环移位密码。它的加密方法，就是将明文中的每个字母用此字符在字母表中后面第k个字母替代。它的加密过程可以表示为下面的函数：E(m)=(m+k) mod n 其中：m 为明文字母在字母表中的位置数；n 为字母表中的字母个数；k 为密钥；E(m)为密文字母在字母表中对应的位置数。例如，对于明文字母H，其在字母表中的位置数为8，设k=4，则按照上式计算出来的密文为L：E(8) = (m+k) mod n = (8+4) mod 26 = 12 = L
2．置换密码 置换密码算法的原理是不改变明文字符，只将字符在明文中的排列顺序改 变，从而实现明文信息的加密。置换密码有时又称为换位密码。 矩阵换位法是实现置换密码的一种常用方法。它将明文中的字母按照给的 顺序安排在一个矩阵中，然后用根据密钥提供的顺序重新组合矩阵中字母，从而 形成密文。例如，明文为attack begins at five，密钥为cipher，将明文按照每行 6 列的形式排在矩阵中，形成如下形式： a t t a c k b e g i n s a t f i v e 根据密钥cipher中各字母在字母表中出现的先后顺序，给定一个置换： 1 2 3 4 5 6 f = 1 4 5 3 2 6 根据上面的置换，将原有矩阵中的字母按照第 1 列，第 4 列，第 5 列，第 3 列， 第2列，第 6 列的顺序排列，则有下面形式： a a c t t k b i n g e s a I v f t e 从而得到密文：abatgftetcnvaiikse 其解密的过程是根据密钥的字母数作为列数，将密文按照列、行的顺序写出，再根据由密钥给出的矩阵置换产生新的矩阵，从而恢复明文。 四、实验内容和步骤 1、根据实验原理部分对替代密码算法的介绍，自己创建明文信息，并选择 一个密钥k，编写替代密码算法的实现程序，实现加密和解密操作。 2、根据实验原理部分对置换密码算法的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥，编写置换密码算法的实现程序，实现加密和解密操作。 五、总结与思考 记录程序调试过程中出现的问题，分析其原因并找出解决方法。记录最终实现的程序执行结果。
信息安全加密实验报告
重庆交通大学实验报告 班级：计信专业2012级2班 学号： 631206060232 姓名：娄丽梅 实验项目名称：DES加解密程序设计与实现 实验项目性质：设计性（验证性） 实验所属课程：信息安全 实验室(中心)：软件实验室 指导教师：米波 实验完成时间： 2014 年12月11日
一、实验目的 1、理解DES加密与解密的程序设计算法思想。 2、编写DES加密与解密程序，实现对明文的加密与解密，加深对数据加密与解密的理解，掌握DES加密算法思想，提高网络安全的编程能力。 二、实验主要内容及原理 （一）实验内容 1、掌握DES算法； 2、编写DES算法。 （二）实验原理 1、初始置换 初始置换在第一轮运算之前执行，对输入分组实施如下表所示的变换。此表应从左向右、从上向下读。在将这64位数据分为左右两部分，每部分分别为32位，将左32位留下，将右32位按照下表进行排列 2、密钥置换 一开始，由于不考虑每个字节的第8位，DES的密钥由64位减至56位。每个字节第8位可作为奇偶校验位以确保密钥不发生错误。接着，56位密钥被分成两部分，每部分28位。然后，根据轮数，这两部分分别循环左移l位或2位。在DES的每一轮中，从56位密钥选出48位子密钥（Sub Key）。 3、S盒置换 当产生了48位密钥后就可以和右边32位明文进行异或运算了，得到48位的密文。 再经过下论的S盒跌带，其功能是把6bit数据变为4bit数据，每个S盒是一个4行、16列的表。盒中的每一项都是一个4位的数。S盒的6个位输入确定了其对应的输出在哪一行哪一列。 4、P盒置换 S盒代替运算后的32位输出依照P盒进行置换。该置换把每输入位映射到输出位，任意一位不能被映射两次，也不能被略去，这个置换叫做直接置换。 5、再次异或运算 最后，将P盒置换的结果与最初的64位分组的左半部分异或，然后左、右半部分交换，接着开始另一轮。 6、当进行到16轮后，最终进行一次末置换，形成密文
RSA算法实验报告
实验二非对称密码算法RSA 一、实验目的 通过实际编程了解非对称密码算法RSA的加密和解密过程，加深对非对称密码算法的认识。 二、实验环境 运行Windows或Linux操作系统的PC机，具有JDK1.6版本的Java语言编译环境。 三、实验内容和步骤 1. 对RSA算法的理解 RSA算法（公开密钥算法）的原理： (1)．选择两个大的素数p和q（典型情况下为1024位） (2)．计算n = p * q 和z =（p-1）*（q-1）. (3)．选择一个与z互素的数，将它称为d (4)．找到e，使其满足e*d = 1 mod z 提前计算出这些参数以后，我们就可以开始执行加密了。首先将明文分成块，使得每个明文消息P落在间隔0*P 实验报告 课程：计算机保密_ _ 实验名称：数据的加密与解密_ _ 院系(部)：计科院_ _ 专业班级：计科11001班_ _ 学号： 201003647_ _ 实验日期： 2013-4-25_ _ 姓名： _刘雄 _ 报告日期： _2013-5-1 _ 报告评分：教师签字： 一. 实验名称 数据加密与解密 二.运行环境 Windows XP系统 IE浏览器 三.实验目的 熟悉加密解密的处理过程，了解基本的加密解密算法。尝试编制基本的加密解密程序。掌握信息认证技术。 四.实验内容及步骤 1、安装运行常用的加解密软件。 2、掌握加解密软件的实际运用。 *3、编写凯撒密码实现、维吉尼亚表加密等置换和替换加解密程序。 4、掌握信息认证的方法及完整性认证。 （1）安装运行常用的加解密软件,掌握加解密软件的实际运用 任务一：通过安装运行加密解密软件（Apocalypso.exe；RSATool.exe；SWriter.exe等（参见：实验一指导））的实际运用，了解并掌握对称密码体系DES、IDEA、AES等算法，及非对称密码体制RSA等算法实施加密加密的原理及技术。 ?DES：加密解密是一种分组加密算法，输入的明文为64位，密钥为56位，生成的密文为64位。 ?BlowFish：算法用来加密64Bit长度的字符串或文件和文件夹加密软件。 ?Gost(Gosudarstvennyi Standard)：算法是一种由前苏联设计的类似DES算法的分组密码算法。它是一个64位分组及256位密钥的采用32轮简单迭代型加密算法. ?IDEA：国际数据加密算法：使用128 位密钥提供非常强的安全性； ?Rijndael：是带有可变块长和可变密钥长度的迭代块密码（AES 算法）。块长和密钥长度可以分别指定成128、192 或256 位。 ?MISTY1：它用128位密钥对64位数据进行不确定轮回的加密。文档分为两部分：密钥产生部分和数据随机化部分。 ?Twofish：同Blowfish一样，Twofish使用分组加密机制。它使用任何长度为256比特的单个密钥，对如智能卡的微处理器和嵌入在硬件中运行的软件很有效。它允许使用者调节加密速度，密钥安装时间，和编码大小来平衡性能。 ?Cast-256：AES 算法的一种。 （同学们也可自己下载相应的加解密软件，应用并分析加解密过程） 任务二：下载带MD5验证码的软件（如：https://www.360docs.net/doc/1f11911504.html,/downloads/installer/下载（MySQL）：Windows (x86, 32-bit), MSI Installer 5.6.11、1.5M；MD5码: 20f788b009a7af437ff4abce8fb3a7d1），使用MD5Verify工具对刚下载的软件生成信息摘要，并与原来的MD5码比较以确定所下载软件的完整性。或用两款不同的MD5软件对同一文件提取信息摘要，而后比较是否一致，由此可进行文件的完整性认证。 四川大学计算机学院、软件学院实验报告 学号：：专业：班级：第10 周 在程序运行读取需要加密的图片时，需要进行图片的选取，本次实验中使用在弹窗中选取文件的方式，使用头文件commdlg.h来实现在文件夹中选择需要的文件的选取。 三、加密算法流程 AES加密算法流程如下 字节代替：用一个S盒完成分组的字节到字节的代替； 行移位：进行一次行上的置换； 列混合：利用有限域GF(28)上的运算特性的一个代替； 轮密钥加：当前分组和扩展密钥的一部分进行按位异或。 四、代码实现 cryptograph.h #include 信息安全工程课程 实验报告 AES加密解密的实现 课程名称：信息安全工程 学生姓名：黄小菲 学生学号： 3112041006 专业班级：系统工程2038班 任课教师：蔡忠闽 2012年11月22日 目录 1．背景 (1) 1.1 Rijndael密码的设计标准： (1) 1.2 设计思想 (1) 2.系统设计 (2) 2.1系统主要目标 (2) 2.2功能模块与系统结构 (2) 2.2.1字节替换SubByte (2) 2.2.2行移位ShiftRow (2) 2.2.3 列混合MixColumn (3) 2.2.4 轮密钥加AddRoundKey (4) 2.2.5 逆字节替换 (4) 2.2.6逆行移位InvShiftRow (4) 2.2.7 逆列混淆 (4) 3 加密模式 (5) 3.1 电子密码本ECB模式 (5) 3.2加密块链模式CBC模式 (6) 4 系统功能程序设计 (8) 4.1基本加密部分 (8) 4.1.1字节替换 (8) 4.1.2行移位 (8) 4.1.3列混合 (9) 4.1.4轮密钥加 (9) 4.1.5密钥扩展 (10) 4.1.6逆字节替换 (11) 4.1.7逆行移位 (11) 4.1.8逆列混合 (12) 4.1.9加密 (12) 4.1.10解密 (13) 5 实验结果 (14) 5.1 需要加密文件 (14) 5.2 实验加密解密结果 (15) 6 参考资料 (16) 1．背景 AES，密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。AES 有一个固定的128位的块大小和128，192或256位大小的密钥大小。Rijndael算法汇聚了安全性、效率高、易实现性和灵活性等优点,是一种较DES更好的算法。 该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijndael之命名之，投稿高级加密标准的甄选流程。（Rijdael的发音近于"Rhine doll"。）AES在软体及硬件上都能快速地加解密，相对来说较易于实作,且只需要很少的记忆体。作为一个新的加密标准,目前正被部署应用到更广大的范围. 1.1 Rijndael密码的设计标准： ①抵抗所有已知的攻击。 ②在多个平台上速度快，编码紧凑。 ③设计简单。 当前的大多数分组密码，其轮函数是Feistel结构。 Rijndael没有这种结构。 Rijndael轮函数是由3个不同的可逆均匀变换 1.2 设计思想 ?分组和密钥长度可变，各自可独立指定为128、192、256比特。 ?状态 ?算法中间的结果也需要分组，称之为状态，状态可以用以字节为元素的矩阵 阵列表示，该阵列有4行，列数N b为分组长度除32 ?种子密钥 ?以字节为元素的矩阵阵列描述，阵列为4行，列数N k为密钥长度除32 网络安全基础教程报告 题目：RSA加密算法 学号：1108040205 专业及班级：计网1102班 姓名：雪飞 日期：2013.11.26 一、RSA算法介绍与应用现状 RSA公开密钥加密算法自20世纪70年代提出以来，已经得到了广泛认可和应用。发展至今，电子安全领域的各方面已经形成了较为完备的国际规。RSA作为最重要的公开密钥算法，在各领域的应用数不胜数。RSA在硬件方面，以技术成熟的IC应用于各种消费类电子产品。 RSA在软件方面的应用，主要集中在Internet上。加密连接、数字签名和数字证书的核心算法广泛使用RSA。日常应用中，有比较著名的工具包Open SSL(SSL，Security Socket Layer,是一个安全传输协议，在Internet上进行数据保护和身份确认。Open SSL是一个开放源代码的实现了SSL及相关加密技术的软件包，由加拿大的Eric Yang等发起编写的。Open SSL应用RSA实现签名和密钥交换，已经在各种操作系统得到非常广泛的应用。另外，家喻户晓的IE浏览器，自然也实现了SSL协议，集成了使用RSA技术的加密功能，结合MD5和SHA1，主要用于数字证书和数字签名，对于习惯于使用网上购物和网上银行的用户来说，几乎天天都在使用RSA技术。 RSA更出现在要求高度安全稳定的企业级商务应用中。在当今的企业级商务应用中，不得不提及使用最广泛的平台j2ee。事实上，在j2se的标准库中，就为安全和加密服务提供了两组API：JCA和JCE。JCA (Java Cryptography Architecture)提供基本的加密框架，如证书、数字签名、报文摘要和密钥对产生器；JCA由几个实现了基本的加密技术功能的类和接口组成，其中最主要的是java.security包，此软件包包含的是一组核心的类和接口，Java中数字签名的方法就集中在此软件包中。JCE(Java Cryptography Extension) 在JCA的基础上作了扩展，JCE也是由几个软件包组成，其中最主要的是javax.crypto包，此软件包提供了JCE加密技术操作API。javax.crypto中的Cipher类用于具体的加密和解密。在上述软件包的实现中，集成了应用RSA算法的各种数据加密规(RSA算法应用规介绍参见：.rsasecurity./rsalabs/node.asp?id=2146 ，这些API部支持的算法不仅仅只有RSA，但是RSA是数字签名和证书中最常用的)，用户程序可以直接使用java标准库中提供的API 进行数字签名和证书的各种操作。 二、算法原理 1．选择两个不同的大素数p、q (目前两个数的长度都接近512bit是安全的）； 2. 计算n = p*q。 3. 计算n的欧拉函数t=(p-1)(q-1)。 4. 选择整数e作为公钥，使e与t互素，且1 苏州科技学院 实验报告 学生姓名：杨刘涛学号：1220126117 指导教师：陶滔 刘学书1220126114 实验地点：计算机学院大楼东309 实验时间：2015-04-20 一、实验室名称：软件实验室 二、实验项目名称：DES加解密算法实现 三、实验学时：4学时 四、实验原理： DES算法由加密、子密钥和解密的生成三部分组成。现将DES算法介绍如下。1．加密 DES算法处理的数据对象是一组64比特的明文串。设该明文串为m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串经过64比特的密钥K来加密，最后生成长度为64比特的密文E。其加密过程图示如下： 图2-1：DES算法加密过程 对DES算法加密过程图示的说明如下： 待加密的64比特明文串m，经过IP置换（初始置换）后，得到的比特串的下标列表如下： 表2-1：得到的比特串的下标列表 该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1(子密钥的生成将在后面讲)经过变换f(R0,K1)（f变换将在下面讲）输出32位的比特串 f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。运算规则为： f1与L0做不进位的二进制加法运算后的结果赋给R1，R0则原封不动的赋给L1。L1与R0又做与以上完全相同的运算，生成L2，R2……一共经过16次运算。最后生成R16和L16。其中R16为L15与f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果，L16是R15的直接赋值。 R16与L16合并成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16与L16合并后成的比特串，经过置换IP-1（终结置换）后所得比特串的下标列表如下： 表2-2：置换后所得比特串的下标列表 经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e。 变换f(Ri-1,Ki): 它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图2-2所示： 第九章、实验报告 实验一、设置Windows启动密码 一、实验目的：利用Windows启动密码保存重要文件。 二、实验步骤： 1、在Windows XP系统中选择开始——运行，在打开输入框中“syskey.exe”,点击确定，打开“保证Windows XP账户数据库的安全”对话框。 2、单击【更新】，打开【启动密码】对话框，然后输入密码，在【确认】文本框中再次输入密码，单击【确定】 实验二、为word文档加密解密 一、实验目的:保护数据的安全 二、实验步骤： 1、打开一个需要加密的文档，选择【工具】——【选项】——【安全性】然后输入想要设置打开文件时所需的密码 2、单击【高级(A)】打开加密类型对话框，选中【加密文档属性】复选框，单击【确定】。 3、打开文件的【确认密码】对话框，输入打开文件时需要的密码，单击【确定】，随即打开【确认密码】对话框，输入密码。 4、保存文件后，重新打开Word文档，打开【密码】，输入打开文件所需的密码，单击【确定】输入修改的密码，单击【确定】 破解word密码 （1）安装Advanced Office Password Recovery软件，安装完成后打开需要破解的word 文档，进行暴力破解，结果如图所示： 实验三、使用WinRAR加密解密文件 一．实验目的：加密文件，保证文件的安全性。 二．实验步骤： 1、在需要加密的文件夹上右击，选中【添加到压缩文件】打开【压缩文件名和参数】 2、选中【压缩文件格式】组合框中的【RAR】并在【压缩选项】中选中【压缩后删除源文件】然后切换到【高级】，输入密码，确认密码。 3、关闭对话框，单击确定，压缩完成后，双击压缩文件，系统打开【输入密码对话框】 破解WinRAR加密的文件 （1）安装Advanced RAR Password Recovery软件，打开WinRAR加密文件，进行暴力破解，获得密码。结果如图： 华北电力大学 实验报告| | 实验名称现代密码学课程设计 课程名称现代密码学 | | 专业班级：学生姓名： 学号：成绩： 指导教师：实验日期： [综合实验一] AES-128加密算法实现 一、实验目的及要求 （1）用C++实现； （2）具有16字节的加密演示； （3）完成4种工作模式下的文件加密与解密：ECB, CBC, CFB,OFB. 二、所用仪器、设备 计算机、Visual C++软件。 三. 实验原理 3.1、设计综述 AES 中的操作均是以字节作为基础的，用到的变量也都是以字节为基础。State 可以用4×4的矩阵表示。AES 算法结构对加密和解密的操作，算法由轮密钥开始，并用Nr 表示对一个数据分组加密的轮数(加密轮数与密钥长度的关系如表2所示)。AES 算法的主循环State 矩阵执行1 r N 轮迭代运算，每轮都包括所有 4个阶段的代换，分别是在规范中被称为 SubBytes(字节替换)、ShiftRows(行位移变换)、MixColumns(列混合变换) 和AddRoundKey ，(由于外部输入的加密密钥K 长度有限，所以在算法中要用一个密钥扩展程序(Keyexpansion)把外部密钥 K 扩展成更长的比特串，以生成各轮的加密和解密密钥。最后执行只包括 3个阶段 (省略 MixColumns 变换)的最后一轮运算。 表2 AES 参数 比特。 3.2、字节代替（SubBytes ） AES 定义了一个S 盒，State 中每个字节按照如下方式映射为一个新的字节：把该字节的高4位作为行值，低4位作为列值，然后取出S 盒中对应行和列的元素作为输出。例如，十六进制数{84}。对应S 盒的行是8列是4，S 盒中该位置对应的值是{5F}。 S 盒是一个由16x16字节组成的矩阵，包含了8位值所能表达的256种可能的变换。S 盒按照以下方式构造： (1) 逐行按照升序排列的字节值初始化S 盒。第一行是{00}，{01}，{02}，…，{OF}； 第二行是{10}，{l1}，…，{1F}等。在行X 和列Y 的字节值是{xy}。 (2) 把S 盒中的每个字节映射为它在有限域GF(k 2)中的逆。GF 代表伽罗瓦域，GF(82) 由一组从0x00到0xff 的256个值组成，加上加法和乘法。 ) 1(] [2)2(3488++++= x x x x X Z GF 。{00}被映射为它自身{00}。 (3) 把S 盒中的每个字节记成),,,,,,,,(012345678b b b b b b b b b 。对S 盒中每个字节的每位 做如下变换： i i i i i i c b b b b b i b ⊕⊕⊕⊕⊕='++++8mod )7(8mod )6(8mod )5(8mod )4( 上式中i c 是指值为{63}字节C 第i 位，即)01100011(),,,,,,,,(012345678=c c c c c c c c c 。符号(')表示更新后的变量的值。AES 用以下的矩阵方式描述了这个变换： ?? ? ?? ? ? ? ? ? ??? ? ????????????+???????????????????????????????????????? ????????????=??????????????????????????0110001111111000011111000011111000011111100011111100011111100011111100017654321076543210b b b b b b b b b b b b b b b b 最后完成的效果如图： 实验报告 学号：姓名：专业：班级：第10周 简介 #in elude vstri ng> #in elude static void SubBytes( unsigned char p[16]); static void inSubBytes( unsigned char p[16]); static void ShiftRows( unsigned char e[]); static void inShiftRows( unsigned char e[]); static void MatrixToByte( unsigned char e[]); static void inMatrixToByte( unsigned char e[]); static unsigned char FFmul( unsigned char a, unsigned char b); static void KeyAdding( unsigned char state[16], unsigned char k[][4]); static void KeyExpansion( unsigned char* key, unsigned char w[][4][4]); ~plai ntext(); private : }； #in elude "" using namespacestd; static unsigned char sBox[] = {}; /定义加密S盒/ unsigned char insBox[256] ={}; //定义解密S盒 pla in text ::plai ntext() { unsigned int p[16]; for (int j = 0; j<200; j++) { p[i] = a[i]; a[i] = a[i + 16]; } void pla in text ::createpla in text( un sig ned char a[]) // 仓U建明文 int i = 0; if ( a[j] == 0) for (; i<16; i++) DES算法实验报告 导读：就爱阅读网友为您分享以下“DES算法实验报告”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对https://www.360docs.net/doc/1f11911504.html,的支持! 实验报告 姓名：xxxx 学号：0XXXXX 班级：XXXXXXX 日期：2013/11/* 题目：DES算法实验 一、实验环境 1．硬件配置： 处理器：Inter(R) Core(TM) i5-2430M CPU @ 2.40GHz (4 CPUs) ,~2.4GHz 内存：2048MB RAM 2．使用软件： (1) 操作系统：win7 旗舰版 (2) 软件工具： Microsoft Visual c++ 6.0 二、实验涉及的相关概念或基本原理 DES是一个分组密码算法，使用64位密钥（除去8位奇偶校验，实际密钥长度为56位）对64比特的数据分组（二进制数据）加密，产生64位密文数据。DES是一个对称密码体制，加密和解密使用同意密钥，解密和加密使用同一算法（这样，在硬件与软件设计时有利于加密单元的重用）。DES 的所有的保密性均依赖于密钥。 DES的加密过程可分为加密处理,加密变换和子密钥生成几个部分组成。 1.加密处理过程(1)初始置换IP。加密处理首先要对64位的明文按表1所示的初始换位表IP进行变换。表中的数值表示输入位被置换后的新位置。 (2)加密处理。上述换位处理的输出，中间要经过16轮加密变换。初始置换的64位的输出作为下一次的输入，将64位分为左、右两个32位，分别记为L0和R0，从L0、R0到L16、R16，共进行16轮加密变换。其中，经过i轮处理后的点左右32位分别为Li和Ri则可做如下定义: Li=Ri-1 Ri=Li-1 ⊕F(Ri-1，K) 其中，F为F变换 (3)最后换位。进行16轮的加密变换之后，将L16和R16合成64位的数据，再按照表2所示的最后换位表进行IP-1的换位，得到64位的密文，这就是DES算法加密的结果。 2.加密变换过程 64位的密钥先由置换选择1减少至56六位，进行循环左移，然后通过置换选择2减少至48位。而通过扩展运算将32位按表3扩展换位表扩展为48位的右半部分通过异或操作和48位的密钥结合，并分成6位的8个分组，通过8个S-盒 DES加密与解密算法 课程名称：工程实践 学生姓名： xxxx 学生学号： xxxx 专业班级： xxxx 任课教师： xxxx 论文提交日期： xxxx DES加密与解密算法 摘要 本世纪五十年代以来，密码学研究领域出现了最具代表性的两大成就。其中之一就是1971年美国学者塔奇曼（Tuchman）和麦耶（Meyer）根据信息论创始人香农（Shannon）提出的“多重加密有效性理论”创立的，后于1977年由美国国家标准局颁布的数据加密标准。 DES密码实际上是Lucifer密码的进一步发展。它是一种采用传统加密方法的区组密码。它的算法是对称的，既可用于加密又可用于解密。 1977年1月，美国政府颁布：采纳IBM公司设计的方案作为非机密数据的正式数据加密标准（DES枣Data Encryption Standard）。 目前在这里，随着三金工程尤其是金卡工程的启动，DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用，以此来实现关键数据的保密，如信用卡持卡人的PIN的加密传输，IC卡与POS间的双向认证、金融交易数据包的MAC校验等，均用到DES算法。 关键词：DES算法，加密，解密 Abstract This century since fifty time, cryptography research field is the most representative of the two Achievement. One was the 1971 USA scholar Tuchman (Tuchman) and Meyer (Meyer) based on information theory founder Shannon (Shannon) proposed "multiple encryption effectiveness theory" was founded, in 1977 after the National Bureau of standards promulgated by the America data encryption standard.The DES password is actually a further development of the Lucifer password. It is a traditional encryption method of block cipher. The algorithm is symmetric, which can be used for encryption and decryption can be used. In 1977 January, the government promulgated American: adopted IBM design as a non official data confidential data encryption standard (DES - Data Encryption Standard). At present here, along with three gold project especially golden card project startup, DES algorithm in POS, ATM, magnetic card and intelligent card (IC card), gas station, highway toll station and other fields are widely used, so as to realize the security of key data encryption transmission, such as credit card holders PIN, IC card and POS mutual authentication, financial transaction data package of MAC check and so on, are used in DES algorithm. Keywords: DES algorithm, encryption, decryption 实验报告 姓名：陈清扬学号：2051313 班级：信息安全日期：2011-04-23 AES加密算法 一、实验环境 1．硬件配置：酷睿i3cpu ，2G内存 2．使用软件： (1) 操作系统：windows7旗舰版 (2) 软件工具：visualc++6.0 二、AES涉及的相关概念或基本原理 简介： 密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。 密码说明： 严格地说，AES和Rijndael加密法并不完全一样（虽然在实际应用中二者可以互换），因为Rijndael加密法可以支援更大范围的区块和密钥长度：AES的区块长度固定为128 位元，密钥长度则可以是 128，192或256位元；而Rijndael使用的密钥和区块长度可以是32位元的整数倍，以128位元为下限，256位元为上限。加密过程中使用的密钥是由Rijndael密钥生成方案产生。大多数AES计算是在一个特别的有限域完成的。AES加密过程是在一个4×4的字节矩阵上运作，这个矩阵又称为“体（state）”，其初值就是一个明文区块（矩阵中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte）。（Rijndael加密法因支援更大的区块，其矩阵行数可视情况增加）加密时，各轮AES加密循环（除最后一轮外）均包含4个步骤： 1AddRoundKey—矩阵中的每一个字节都与该次回合金钥（round key）做XOR运算；每个子密钥由密钥生成方案产生。 2SubBytes—透过一个非线性的替换函数，用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。 3ShiftRows—将矩阵中的每个横列进行循环式移位。 4MixColumns—为了充分混合矩阵中各个直行的操作。这个步骤使用线性转换来混合每行内的四个字节。 最后一个加密循环中省略MixColumns步骤，而以另一个AddRoundKey取代。 安全性： 截至2006年，针对AES唯一的成功攻击是旁道攻击。旁道攻击不是攻击密码本身，而是攻击那些实作于不安全系统上的加密系统。 古典密码算法 一、实验目的 学习常见的古典密码学算法，通过编程实现替代密码算法和置换密码算法，加深对古典密码体制的了解，为深入学习密码学奠定基础。 二、实验要求 分析替代密码算法和置换密码算法的功能需求，详细设计实现替代密码算法和置换密码算法的数据结构和流程，给出测试用例和测试步骤，得出测试和结论。替代密码算法和置换密码算法的实现程序必须提供加密和解密两个接口：int encrypt()和int decrypt()。当加密或者解密成功时返回CRYPT_OK，失败时返回CRYPT_ERROR。 三、实验原理 古典密码算法曾被广泛应用，大都比较简单，使用手工和机械操作来实现加密和解密。它的主要应用对象是文字信息，利用密码算法实现文字信息的加密和解密。下面介绍两种算法：替代密码和置换密码。 1.替代密码的原理是使用替代法进行加密，就是将明文由其它的字母、数字或符合所代替后形成密文。这里每个明文字母对应的密文字母可能是一个，也可能是多个。接收者对密文进行逆向替换即可得到明文。 2.置换密码算法的原理是不改变明文字符，而是按照某一规则重新排列消息中的比特或字符顺序，才而实现明文信息的加密。置换密码有时又称为换位密码。 我实验过程中替代密码是单表替换，用字母的下一个字母代替：for(j = 0; j < i; j++) { if(96 < Mingwen[j]&&Mingwen[j] < 123) { Miwen[j] = 'a' + (Mingwen[j] - 'a' + 1) % 26; } else { Miwen[j] = 'A' + (Mingwen[j] - 'A' + 1) % 26; } } 置换加密主要是对密钥进行整理，还有就是动态分配二维数组，将明文和密文填充置的过程，换密码关键代码如下： for(a = 0; a < k; a++) { for(b = 0; b < hang; b++) { Miwen[i] = p[b][ord[j]]; i++; } j++; } for(a = 0; a < 26; a++) { for(b = 0; b < k; b++) { if(key1[b] == alphatable[a]) { ord[b] = ind++; } } } 具体加密见下图：数据加密实验报告
AES加密算法实验报告
AES加密解密实验报告
网络安全RSA算法的实现实验报告
DES加密算法实验报告
加密技术及密码破解实验报告
密码学实验报告(AES,RSA)
AES加密算法实验报告
DES算法实验报告
DES加密与解密C实现+实验报告
AES加密算法实验报告
古典加密实验报告