应用密码学实验指导书
应用密码学手册
应用密码学手册
应用密码学手册是一本关于密码学的指南，涵盖了密码学的基本概念、技术、算法以及密码学在应用中的实践指导。
这本手册旨在帮助读者理解密码学的原理和应用，以及如何在实际应用中使用密码学保护数据和通信安全。
手册内容包括对称加密、公钥加密、数字签名、消息认证码、哈希函数、随机数生成等密码学基础知识的详细介绍，以及密码学在网络安全、数据加密、身份认证等领域的应用案例和建议。
应用密码学手册通常包括以下主题：
1. 密码学基础知识：介绍密码学的基本概念、术语和原理，包括对称加密、公钥加密、数字签名、消息认证码、哈希函数等相关技术介绍。
2. 密码学算法：介绍常用的密码学算法，如AES、RSA、
DSA等，包括算法的原理、优缺点以及安全性评估等内容。
3. 密码学协议：介绍常用的密码学协议，如SSL/TLS、IPsec、SSH等，包括协议的原理、加密算法选择、安全配置以及常
见的安全风险和对策等知识。
4. 密码学应用实践：介绍密码学在实际应用中的具体实践，包括数据加密、身份认证、网络安全等领域的应用案例和最佳实践。
应用密码学手册对于密码学从业人员、安全工程师、开发人员、
网络管理员以及对密码学感兴趣的读者都是非常有价值的资源，可以帮助他们理解密码学的原理和应用，提升数据和通信的安全性。
《应用密码学》实验
《应用密码学》实验应用密码学实验实验名称应用密码学实验课程名称应用密码学课程号学院(系) 理学院数学系专业信息与计算科学班级信计1班学生姓名小曾学号成绩:一、实验目的1.熟悉密码学的相关知识2.练习将密码学理论知识与matlab编程结合起来二、实验内容1.设明文消息为china，试用凯撒密码对其进行加密，然后在进行解密。
2.ElGamal公钥密码算法设p=2579,a=2,a为模p 的本原元，用户B选择x=765作为自己的私钥。
用户A想要将消息m=1299传送给用户B 进行加密和解密运算3.移位操作设x为任意二进制数(1)x<<n表示x向左移n位，右边空出的n位用0填充;(2)x>>n表示x向右移n位，左边空出的n位用0填充;(3)设X是一个字(字长为ω)，0?n<ω是一个整数，定义X<<<n=(X<<n)?(X>>ω-n),即:<<<是ω为循环左移位操作。
4.DSA数字签名算法假设素数q=23,p=47,并取h=17,用户A选择了x=10作为自己签名的私钥和签名随机数k=19来对消息M进行签名，消息M的散列吗H(M)=15,计算消息M的签名以及签名验证。
三、实验原理1. 凯撒密码的原理:EEZZEmmkmMkK,,,，,,{:,()(mod26)|,}加密变换， 2626KDDZZDcckcCkK,,,,,,{:,()(mod26)|,} 解密变换， 2626KZ 解密后再把中的元素转换为英文字母 262.ElGamal公钥密码的原理:* (1)选取一个大素数p,是p的一个本原元。
随机生成整数x, a,Zpxy,amodp 计算以(p,a,y)作为公钥，x作为秘密密钥(2)加密:明文m<p选择一个整数k,2<=k<=p-2 计算 xc1,amodpkc2,m,ymodp密文以(c1,c2)发送给B(2)解密x,1 m,c2,(c1)modp3.移位操作设x为任意二进制数(1)x<<n表示x向左移n位，右边空出的n位用0填充; (2)x>>n表示x向右移n位，左边空出的n位用0填充; (3)设X是一个字(字长为ω)，0?n<ω是一个整数，定义X<<<n=(X<<n)?(X>>ω-n),即:<<<是ω为循环左移位操作。
密码学案例实验报告书
一、实验背景随着信息技术的飞速发展，信息安全问题日益突出。
密码学作为保障信息安全的核心技术，在数据加密、身份认证、数字签名等领域发挥着重要作用。
为了加深对密码学原理的理解，提高实际应用能力，我们开展了本次密码学案例实验。
二、实验目的1. 掌握DES加密算法的基本原理和操作步骤。
2. 熟悉RSA加密算法的原理和应用。
3. 学习数字签名技术的应用。
4. 培养动手实践能力，提高解决实际问题的能力。
三、实验内容1. DES加密算法（1）实验目的：了解DES加密算法的基本原理，掌握DES加密和解密过程。
（2）实验内容：① 设计一个简单的DES加密程序，实现明文到密文的转换。
② 设计一个简单的DES解密程序，实现密文到明文的转换。
（3）实验步骤：① 编写DES加密程序，输入明文和密钥，输出密文。
② 编写DES解密程序，输入密文和密钥，输出明文。
2. RSA加密算法（1）实验目的：了解RSA加密算法的基本原理，掌握RSA加密和解密过程。
（2）实验内容：① 设计一个简单的RSA加密程序，实现明文到密文的转换。
② 设计一个简单的RSA解密程序，实现密文到明文的转换。
（3）实验步骤：① 编写RSA加密程序，输入明文和密钥对，输出密文。
② 编写RSA解密程序，输入密文和私钥，输出明文。
3. 数字签名技术（1）实验目的：了解数字签名技术的基本原理，掌握数字签名的生成和验证过程。
（2）实验内容：① 设计一个简单的数字签名程序，实现签名生成和验证。
（3）实验步骤：① 编写数字签名程序，输入明文、私钥和签名算法，输出签名。
② 编写数字签名验证程序，输入明文、公钥和签名，验证签名是否正确。
四、实验结果与分析1. DES加密算法实验结果通过编写DES加密和解密程序，成功实现了明文到密文和密文到明文的转换。
实验结果表明，DES加密算法在保证数据安全的同时，具有较高的效率。
2. RSA加密算法实验结果通过编写RSA加密和解密程序，成功实现了明文到密文和密文到明文的转换。
应用密码学手册
应用密码学手册摘要：1.应用密码学的概述2.应用密码学的重要性3.应用密码学的主要领域4.应用密码学的发展趋势5.我国在应用密码学领域的发展正文：【一、应用密码学的概述】应用密码学，顾名思义，是指将密码学应用于实际领域的一门学科。
密码学是研究加密和解密技术的学科，主要目的是保护信息的安全和完整。
在信息时代，应用密码学在保证网络安全、信息传输、数据存储等方面发挥着越来越重要的作用。
【二、应用密码学的重要性】随着互联网的普及和信息技术的发展，应用密码学在各个领域的应用越来越广泛。
金融、电子商务、政务、国防等领域都离不开密码学的保护。
应用密码学能够确保信息的机密性、完整性和可用性，是维护国家安全、保护公民隐私的重要技术手段。
【三、应用密码学的主要领域】应用密码学的领域非常广泛，主要包括以下几个方面：1.网络安全：应用密码学可以确保网络通信的安全，防止黑客攻击和数据泄露。
2.电子商务：应用密码学可以保证电子商务交易过程中的信息安全，保护消费者和商家的隐私。
3.政务领域：应用密码学可以确保政务信息的安全传输和存储，提高政府工作效率和公信力。
4.国防领域：应用密码学在军事通信、情报传递等方面具有重要作用，可以保障国家安全。
【四、应用密码学的发展趋势】随着量子计算机的出现和发展，现有的密码体制面临着被破解的风险。
因此，未来应用密码学的发展趋势将主要集中在以下几个方面：1.研究新型抗量子密码算法：为了应对量子计算机的威胁，研究新型抗量子密码算法成为当务之急。
2.提高密码算法的性能：在保证安全性的前提下，提高密码算法的性能，以满足日益增长的信息传输需求。
3.跨学科研究：将密码学与其他学科（如数学、物理、生物学等）相结合，寻求新的密码学理论和技术。
【五、我国在应用密码学领域的发展】我国在应用密码学领域取得了举世瞩目的成果。
政府高度重视密码学研究和应用，在政策扶持、资金投入、人才培养等方面做出了巨大努力。
我国密码学研究团队在多个领域取得了重要突破，为我国信息安全保障做出了巨大贡献。
密码学基础实验讲义
常熟理工学院计算机科学与工程系《密码学基础》实验指导书网络工程系2009年7月实验一、熟悉CAP4一、实验目的与要求通过实验，使学生对密码学有一定的感性认识；学会正确使用CAP（Cryptographic Analysis Program v4）软件，验证课堂中所学的古典密码算法；为学习现代密码算法及其应用奠定基础。
二、实验内容1、熟悉使用CAP4软件2、使用CAP4，验证课本中的一些加密算法，如凯撒密码、仿射密码等。
三、实验指导CAP是由Dr. Richard Spillman专门为教学而研制的密码制作和分析的工具（CAP is a general purpose tool for making and breaking ciphers. It is intended for educational purposes only. Dr. Richard Spillman is not responsible for any lost data or errors in the software.），已经在美国的很多高校得到了广泛地使用，受到了密码学习者的普遍欢迎。
CAP4的软件界面如下：基本涵盖了经典密码学和现代密码学中的算法，主要包括：Simple Shift，ADFGVX，Affine，AutoKey，Bazeries Cylinder，Celluler Automata 1d，Celluler Automata 2d，Column Trasposition，DES， DES Stream，Elgamal，Four Square，Hill，KeyWord，Knapsack，MultiLiteral，Nihilist，Permutation，Playfair，RC4，Rotor，RSA，Vigenere等等。
“Affine”，出现如下图所示的弹出框。
注意：菜单“Encipher”和“Decipher”是灰色的。
密码学应用与实践课程报告
//int *d=new int[];
int b[100],d[100];
d[0]=m;
for(i=0; d[i]!=0; i++)
{
b[i]=d[i]%2;
d[i+1]=d[i]/2;
}
int c=0,e=1;
for(int j=i; j>0 || j==0; j--)
}
if(y3==1)
{
while(y2<0)
y2=y2+n;
cout<<a<<"关于"<<n<<"的逆为"<<y2<<endl;
return 0;
}
else
a=a+1;
}
}
int mimo(int a,int m,int n)
{
int i;
//cout<<"请输入指数m和模数n:\n";
//cin>>m&gfc<<c;
}
fc<<endl;
break;
}
case 3:
{ control=0;
break;
}
}
}while(control==1);
fa.close();
fb.close();
fc.close();
return 0;
}
int witnesss(int n)
{
for(int a=4;a<20;a++)
密码学应用与实践课程实验报告
密码学07实验指导书
北京信息科技大学信息管理学院实验指导书实验名称：古典密码算法实验实验类别: 课程上机适用专业：信息安全适用班级：07261－07262授课教师：任亚唯一、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、实验要求学生用所学程序设计知识编写程序实现单表替代密码算法和置换密码算法，实现加解密操作，对给定的明文和密钥、密文进行验证。
并且自己创建明文信息，并选择一个密钥，生成密文信息。
三、实验内容和步骤编写程序实现以下两种密码算法： 1．替代密码单表替代密码，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。
2． 置换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：f = ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛623541654321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。
应用密码学手册
应用密码学手册摘要：一、引言1.密码学的概念与历史2.密码学在信息时代的重要性二、密码学的基本概念1.加密和解密2.密钥与加密算法3.消息摘要与数字签名三、对称加密算法1.对称加密的基本原理2.常见的对称加密算法a.数据加密标准（DES）b.高级加密标准（AES）四、非对称加密算法1.非对称加密的基本原理2.常见的非对称加密算法a. Rivest-Shamir-Adleman (RSA)b.椭圆曲线密码（ECC）五、哈希函数与消息摘要1.哈希函数的基本原理2.常见的哈希函数a.安全散列算法（SHA-1, SHA-256）b.哈希现金（Hashcash）六、数字签名1.数字签名的基本原理2.常见的数字签名算法a.数字签名算法（DSA）b.环签名（Ring Signature）七、密码学应用案例1.电子邮件加密2.安全套接字层（SSL）与传输层安全（TLS）3.比特币（Bitcoin）加密技术八、密码学的发展趋势与挑战1.量子计算机对密码学的影响2.密码学在新兴领域的应用3.我国密码学研究的进展与贡献正文：一、引言随着信息技术的飞速发展，信息安全已成为人们关注的焦点。
密码学作为保障信息安全的核心技术，具有举足轻重的地位。
本文将介绍密码学的基本概念、常见加密算法、哈希函数与消息摘要、数字签名等内容，旨在帮助读者更好地理解与应用密码学。
二、密码学的基本概念密码学主要包括加密和解密两个过程。
加密是将明文信息转换为密文，使得未经授权的第三方无法理解；解密则是将密文还原为明文。
密钥是加密和解密过程中必不可少的参数，加密算法根据密钥的不同可以分为对称加密和非对称加密。
三、对称加密算法对称加密算法是指加密和解密过程中使用相同密钥的算法。
其中，数据加密标准（DES）和高级加密标准（AES）是最常见的对称加密算法。
DES 由于密钥长度较短，已被认为是不太安全的加密算法；而AES 凭借其强大的安全性，已成为目前最广泛应用的对称加密算法之一。
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《应用加密算法与认证技术》实验指导书
实验一加密模式（一）
[实验目的]
1.了解密码算法的分组链接模式。
2.掌握和理解ECB模式、CBC模式的结构和算法原理。
[实验内容]
1. 分析ECB模式和CBC模式的加密过程。
2. 用程序设计语言将算法过程编程实现。
3. 输入明文：I do like this book
加密算法E：异或⊕，密钥为cryption；
移位，密钥为5
两种填充模式：（1）0
（2）密文挪用
初始化向量IV：goodluck
用两种模式进行加密，输出相应的密文。
[实验步骤]
1. 预习ECB模式和CBC模式加密模式的算法。
2. 写出算法流程，用程序设计语言将算法过程编程实现。
3. 输入指定的明文、密钥或初始化向量，选择相应的填充模式，输出密文，验证结果。
4. 自己选择不同的输入，记录输出结果。
[问题讨论]
1. 总结两种加密模式的特点，错误扩散进行分析；
2. 分析实验中在编辑、编译、运行等各环节中所出现的问题及解决方法。
实验二加密模式（二）
[实验目的]
1.了解密码算法的分组链接模式。
2.掌握和理解CFB模式、OFB模式的结构和算法原理。
[实验内容]
1. 分析CFB模式和OFB模式的加密过程。
2. 用程序设计语言将算法过程编程实现。
3. 输入明文：I do like this book
加密算法E：异或⊕，密钥为cryption；
移位，密钥为5
两种填充模式：（1）0
（2）密文挪用
初始化向量IV：goodluck
输出反馈位数n：8或16
用两种模式进行加密，输出相应的密文。
[实验步骤]
1. 预习CFB模式和OFB模式加密模式的算法。
2. 写出算法流程，用程序设计语言将算法过程编程实现。
3. 输入指定的明文、密钥或初始化向量，选择相应的填充模式，输出密文，验证结果。
4. 自己选择不同的输入，记录输出结果。
[问题讨论]
1. 总结两种加密模式的特点，错误扩散进行分析；
2. 分析实验中在编辑、编译、运行等各环节中所出现的问题及解决方法。
实验三素性检测
[实验目的]
1.公钥密码算法需要素数，任何合理规模的网络也需要许多这样的素数，了解如何对产生的随机数进行素性检测的方法。
2.掌握和理解Solovag-Strassen算法、Lehmann算法和Rabin-Miller素性检测算法的原理。
[实验内容]
1. 分析Solovag-Strassen算法、Lehmann算法和Rabin-Miller算法的素性检测的原理与测试过程。
2. 写出算法流程，用程序设计语言将算法过程编程实现。
3. 对输入的随机数，选择素性检测算法进行素性检测。
[实验步骤]
1. 预习Solovag-Strassen算法、Lehmann算法和Rabin-Miller素性检测算法。
2. 用程序设计语言将算法过程编程实现。
3. 输入十位以上的随机数，分别用三个算法进行素性检测。
[问题讨论]
1. 总结三种素性检测算法的特点，比较他们的性能；
2. 分析实验中在编辑、编译、运行等各环节中所出现的问题及解决方法。
实验四序列密码
[实验目的]
1.掌握线性反馈移位寄存器LFSR生成随机序列的原理。
2.掌握和理解序列密码的加密过程。
[实验内容]
1. 分析n-位LFSR生成m=2n-1位长伪随即序列的算法过程。
2. 用程序设计语言将算法过程编程实现。
输入明文：I do like this book
加密算法E：yi=(x
i +k
i%m
)%26
密钥：32-LFSR的输出，初始值：good
本原多项式：x32+x7+x5+x3+x2+x+1
输出相应的密文。
[实验步骤]
1. 预习n-位LFSR和Vigenere加密算法的原理。
2. 写出算法流程，用程序设计语言将算法过程编程实现。
3. 输入指定的明文和抽头序列，输出密文，验证结果。
4. 自己选择不同的明文输入，选择不同本原多项式的抽头序列，记录输出结果。
[问题讨论]
1. 总结序列密码算法的特点；
2. 分析实验中在编辑、编译、运行等各环节中所出现的问题及解决方法。