DES算法实验报告
DES加密算法的简单实现实验报告
DES加密算法的简单实现实验报告一、实验目的本实验的主要目的是对DES加密算法进行简单的实现，并通过实际运行案例来验证算法的正确性和可靠性。
通过该实验可以让学生进一步了解DES算法的工作原理和加密过程，并培养学生对算法实现和数据处理的能力。
二、实验原理DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）是一种对称密钥加密算法，它是美国联邦政府采用的一种加密标准。
DES算法使用了一个共享的对称密钥（也称为密钥），用于加密和解密数据。
它采用了分组密码的方式，在进行加密和解密操作时，需要将数据分成固定长度的数据块，并使用密钥对数据进行加密和解密。
DES算法主要由四个步骤组成：初始置换（Initial Permutation），轮函数（Round Function），轮置换（Round Permutation）和最终置换（Final Permutation）。
其中初始置换和最终置换是固定的置换过程，用于改变数据的顺序和排列方式。
轮函数是DES算法的核心部分，它使用了密钥和数据块作为输入，并生成一个与数据块长度相同的输出结果。
轮置换将轮函数的输出结果与前一轮的结果进行异或操作，从而改变数据的排列方式。
通过多轮的迭代运算，DES算法可以通过一个给定的密钥对数据进行高强度的加密和解密操作。
三、实验步骤2.初始置换：将输入数据按照一定的规则重新排列，生成一个新的数据块。
初始置换的规则通过查表的方式给出，我们可以根据规则生成初始置换的代码。
3.轮函数：轮函数是DES算法的核心部分，它使用轮密钥和数据块作为输入，并生成一个与数据块长度相同的输出结果。
在实际的算法设计和实现中，可以使用混合逻辑电路等方式来实现轮函数。
4.轮置换：轮置换将轮函数的输出结果与前一轮的结果进行异或操作，从而改变数据的排列方式。
轮置换的规则也可以通过查表的方式给出。
5.最终置换：最终置换与初始置换类似，将最后一轮的结果重新排列，生成最终的加密结果。
des算法实验报告
des算法实验报告DES算法实验报告一、引言数据加密标准（Data Encryption Standard，简称DES）是一种对称密钥加密算法，由IBM公司于1975年研发并被美国国家标准局（NBS）采纳为联邦信息处理标准（FIPS）。
二、算法原理DES算法采用了分组密码的方式，将明文数据划分为固定长度的数据块（64位），并通过密钥进行加密和解密操作。
其核心是Feistel结构，每轮加密操作包括置换和替代两个步骤。
1. 置换步骤DES算法的初始置换（IP）和逆初始置换（IP-1）通过一系列的位重排操作，将输入的64位明文数据打乱，以增加加密的强度。
2. 替代步骤DES算法中使用了8个S盒（Substitution Box），每个S盒接受6位输入，并输出4位结果。
S盒的作用是将输入的6位数据映射为4位输出，通过这种非线性的映射关系，增加了算法的安全性。
3. 轮函数DES算法的加密过程包含16轮迭代，每轮迭代中都会对数据进行一系列的位重排和替代操作。
其中，轮函数是DES算法的核心部分，它通过使用子密钥对数据进行异或操作，并通过S盒替代和P盒置换操作，产生新的数据块。
三、实验步骤为了更好地理解DES算法的加密过程，我们进行了以下实验步骤：1. 输入明文和密钥我们选择了一个64位的明文数据块和一个56位的密钥作为输入。
明文数据块经过初始置换（IP）后，得到L0和R0两个32位的数据块。
2. 生成子密钥通过对密钥进行置换和循环左移操作，生成16个48位的子密钥。
3. 迭代加密对明文数据块进行16轮的迭代加密，每轮加密包括以下步骤：a. 将R(i-1)作为输入，经过扩展置换（E-box），得到48位的扩展数据。
b. 将扩展数据和子密钥Ki进行异或操作，得到48位的异或结果。
c. 将异或结果分为8个6位的数据块，分别经过8个S盒替代操作，得到32位的S盒替代结果。
d. 将S盒替代结果经过P盒置换，得到32位的轮函数输出。
实验2 对称加密算法：DES
实验1-2 对称密码算法DES一．实验原理信息加密根据采用的密钥类型可以划分为对称密码算法和非对称密码算法。
对称密码算法是指加密系统的加密密钥和解密密钥相同，或者虽然不同，但是可以从其中任意一个推导出另一个，更形象的说就是用同一把钥匙开锁和解锁。
在对称密码算法的发展历史中曾出现过多种优秀的算法，包括DES、3DES、AES等。
下面我们以DES算法为例介绍对称密码算法的实现机制。
DES算法是有美国IBM公司在20世纪70年代提出，并被美国政府、美国国家标准局和美国国家标准协会采纳和承认的一种标准加密算法。
它属于分组加密算法，即明文加密和密文解密过程中，信息都是按照固定长度分组后进行处理的。
混淆和扩散是它采用的两个最重要的安全特性，混淆是指通过密码算法使明文和密文以及密钥的关系非常复杂，无法从数学上描述或者统计。
扩散是指明文和密钥中每一位信息的变动，都会影响到密文中许多位信息的变动，从而隐藏统计上的特性，增加密码安全。
DES将明文分成64比特位大小的众多数据块，即分组长度为64位。
同时用56位密钥对64位明文信息加密，最终形成64位的密文。
如果明文长度不足64位，则将其扩展为64位（例如补零等方法）。
具体加密过程首先是将输入的数据进行初始换位（IP），即将明文M 中数据的排列顺序按一定的规则重新排列，生成新的数据序列，以打乱原来的次序。
然后将变换后的数据平分成左右两部分，左边记为L0，右边记为R0，然后对R0施行在子密钥（由加密密钥产生）控制下的变换f，结果记为f(R0 ,K1)，再与L0做逐位异或运算，其结果记为R1，R0则作为下一轮的L1。
如此循环16轮，最后得到L16、R16，再对L16、R16施行逆初始置换IP-1，即可得到加密数据。
解密过程与此类似，不同之处仅在于子密钥的使用顺序正好相反。
DES全部16轮的加密过程如图1-1所示。
DES的加密算法包括3个基本函数：1．初始换位（IP）它的作用是把输入的64位数据块的排列顺序打乱，每位数据按照下面换位规则重新组合。
des加密算法实验报告
DES加密算法实验报告1. 引言DES（Data Encryption Standard）是一种对称密码算法，于1977年被美国联邦信息处理标准（FIPS）确定为联邦标准。
DES加密算法采用分组密码的思想，将明文按照64位分为一组，经过一系列的置换、替代和迭代操作，最终输出加密后的密文。
本实验旨在通过对DES加密算法的实际操作，深入理解DES的工作原理和加密过程。
2. 实验步骤2.1. 密钥生成DES加密算法的核心在于密钥的生成。
密钥生成过程如下：1.将64位的初始密钥根据置换表进行置换，生成56位密钥。
2.将56位密钥分为两个28位的子密钥。
3.对两个子密钥进行循环左移操作，得到循环左移后的子密钥。
4.将两个循环左移后的子密钥合并，并根据压缩置换表生成48位的轮密钥。
2.2. 加密过程加密过程如下：1.将64位的明文按照初始置换表进行置换，得到置换后的明文。
2.将置换后的明文分为左右两部分L0和R0，每部分32位。
3.进行16轮迭代操作，每轮操作包括以下步骤：–将R(i-1)作为输入，经过扩展置换表扩展为48位。
–将扩展后的48位数据与轮密钥Ki进行异或操作。
–将异或结果按照S盒进行替代操作，得到替代后的32位数据。
–对替代后的32位数据进行置换，得到置换后的32位数据。
–将置换后的32位数据与L(i-1)进行异或操作，得到Ri。
–将R(i-1)赋值给L(i)。
4.将最后一轮迭代后得到的数据合并为64位数据。
5.对合并后的64位数据进行逆置换，得到加密后的64位密文。
3. 实验结果对于给定的明文和密钥，进行DES加密实验，得到加密后的密文如下：明文：0x0123456789ABCDEF 密钥：0x133457799BBCDFF1密文：0x85E813540F0AB4054. 结论本实验通过对DES加密算法的实际操作，深入理解了DES加密算法的工作原理和加密过程。
DES加密算法通过对明文的置换、替代和迭代操作，混淆了明文的结构，使得密文的产生与密钥相关。
【精品】DES算法实验报告
【精品】DES算法实验报告一、理论部分DES算法是一种对称加密算法，也是目前广泛应用的加密算法之一。
DES算法使用的是分组加密的思想，将明文数据分成一定长度的数据块，按照一定的算法进行加密，得到密文数据。
DES算法中的关键是密钥，只有持有正确密钥的人才能解密。
DES算法的密钥长度为64位，但由于存在弱密钥的问题，使用时需要特别注意。
DES算法的加密过程包括以下几个步骤：1、密钥的生成和处理：DES算法的密钥长度为64位，但由于存在弱密钥的问题，使用时需要使用程序进行特殊处理，以确保生成的密钥不为弱密钥。
2、初始置换(IP)：将明文数据按照一定的规则进行置换，得到置换后的数据。
3、分组：将置换后的明文数据分成左半部分和右半部分。
4、轮函数(f函数)：将右半部分进行扩展置换、异或运算、S盒代替、置换等操作，得到一个新的右半部分。
5、轮秘钥生成：生成本轮加密所需要的秘钥。
6、异或运算：将左半部分和右半部分进行异或运算，得到一个新的左半部分。
7、左右交换：将左右部分进行交换。
以上步骤循环执行16次，直到得到最终的密文数据。
二、实验部分本次实验使用C语言实现了DES算法的加密和解密过程。
具体实现过程包括以下几个部分：1、密钥的生成：使用DES算法生成64位密钥，其中包括了对弱密钥的处理。
2、置换：使用DES算法中的IP置换和IP逆置换进行数据置换。
3、轮函数：使用DES算法中的f函数进行一轮加密操作。
5、加密：循环执行16轮加密操作，得到密文数据。
以上实现过程全部基于DES算法的规范。
三、结果分析1、速度慢：由于DES算法采用的是分组加密的思想，需要执行多次操作才能得到最终结果。
因此本次实验的加密和解密速度相对较慢。
2、代码简单：本次实验的代码相对简单，只需要用到一些基本数据结构和算法即可实现DES算法的加密和解密过程。
但需要注意的是，由于DES算法本身的复杂性，代码实现中需要注意细节和边界问题。
四、总结本次实验使用C语言实现了DES算法的加密和解密过程，通过实验得到了一些结果。
des 加密算法实验报告
des 加密算法实验报告DES加密算法实验报告一、引言数据加密标准（Data Encryption Standard，简称DES）是一种对称加密算法，由IBM公司于1975年研发并被美国联邦政府采用为标准加密算法。
DES算法具有高效、可靠、安全等特点，被广泛应用于信息安全领域。
本实验旨在通过对DES算法的实验研究，深入了解其原理、性能和应用。
二、DES算法原理DES算法采用对称密钥加密，即加密和解密使用相同的密钥。
其核心是Feistel结构，将明文分成左右两部分，经过16轮迭代加密后得到密文。
每一轮加密中，右半部分作为下一轮的左半部分，而左半部分则通过函数f和密钥进行变换。
DES算法中使用了置换、代换和异或等运算，以保证加密的安全性。
三、DES算法实验过程1. 密钥生成在DES算法中，密钥长度为64位，但实际上只有56位用于加密，8位用于奇偶校验。
实验中，我们随机生成一个64位的二进制密钥，并通过奇偶校验生成最终的56位密钥。
2. 初始置换明文经过初始置换IP，将明文的每一位按照特定规则重新排列，得到初始置换后的明文。
3. 迭代加密经过初始置换后的明文分为左右两部分，每轮加密中，右半部分作为下一轮的左半部分，而左半部分则通过函数f和子密钥进行变换。
函数f包括扩展置换、S盒代换、P盒置换和异或运算等步骤，最后与右半部分进行异或运算得到新的右半部分。
4. 逆初始置换经过16轮迭代加密后，得到的密文再经过逆初始置换，将密文的每一位按照特定规则重新排列，得到最终的加密结果。
四、DES算法性能评估1. 安全性DES算法的密钥长度较短，易受到暴力破解等攻击手段的威胁。
为了提高安全性，可以采用Triple-DES等加强版算法。
2. 效率DES算法的加密速度较快，适用于对大量数据进行加密。
但随着计算机计算能力的提高，DES算法的加密强度逐渐降低，需要采用更加安全的加密算法。
3. 应用领域DES算法在金融、电子商务、网络通信等领域得到广泛应用。
des算法 实验报告
des算法实验报告DES算法实验报告引言：数据加密标准（Data Encryption Standard，简称DES）是一种对称密钥加密算法，由IBM公司在20世纪70年代初开发。
DES算法通过将明文分块加密，使用相同的密钥进行加密和解密操作，以保护数据的机密性和完整性。
本实验旨在深入了解DES算法的原理和应用，并通过实验验证其加密和解密的过程。
一、DES算法原理DES算法采用分组密码的方式，将明文分为64位的数据块，并使用56位的密钥进行加密。
其加密过程主要包括初始置换、16轮迭代和逆初始置换三个步骤。
1. 初始置换（Initial Permutation，IP）：初始置换通过将明文按照特定的置换表进行重排，得到一个新的数据块。
这一步骤主要是为了增加密文的随机性和混淆性。
2. 16轮迭代（16 Rounds）：DES算法通过16轮迭代的运算，对数据块进行加密操作。
每一轮迭代都包括四个步骤：扩展置换（Expansion Permutation，EP）、密钥混合（Key Mixing）、S盒替换（Substitution Boxes，S-Boxes）和P盒置换（Permutation，P）。
其中，S盒替换是DES算法的核心步骤，通过将输入的6位数据映射为4位输出，增加了加密的复杂性。
3. 逆初始置换（Inverse Initial Permutation，IP-1）：逆初始置换是初始置换的逆运算，将经过16轮迭代加密的数据块按照逆置换表进行重排，得到最终的密文。
二、实验步骤本实验使用Python编程语言实现了DES算法的加密和解密过程，并通过实验验证了算法的正确性。
1. 密钥生成：首先，根据用户输入的密钥，通过置换表将64位密钥压缩为56位，并生成16个子密钥。
每个子密钥都是48位的，用于16轮迭代中的密钥混合操作。
2. 加密过程：用户输入明文数据块，将明文按照初始置换表进行重排，得到初始数据块。
DES_加密解密算法C实现--实验报告des算法实验
DES_加密解密算法C实现--实验报告des算法实验.....1实验一1、实验题目利用C/C++编程实现DES加密算法或MD5加密算法。
我选择的是用C++语言实现DES的加密算法。
2、实验目的通过编码实现DES算法或MD5算法，深入掌握算法的加密原理，理解其实际应用价值，同时要求用C/C++语言实现该算法，让我们从底层开始熟悉该算法的实现过程3、实验环境操作系统：WIN7旗舰版开发工具：VisualStudio2022旗舰版开发语言：C++4、实验原理DES加密流程2如上图所示为DES的加密流程，其中主要包含初始置换，压缩换位1，压缩换位2，扩展置换，S盒置换，异或运算、终结置换等过程。
初始置换是按照初始置换表将64位明文重新排列次序扩展置换是将原32为数据扩展为48位数据，它主要由三个目的：1、产生与子密钥相同的长度2、提供更长的结果，使其在加密过程中可以被压缩3、产生雪崩效应，使得输入的一位将影响两个替换S盒置换是DES算法中最核心的容，在DES中，只有S盒置换是非线性的，它比DES中其他任何一步都提供更好的平安性终结置换与初始置换相对应，它们都不影响DES的平安性，主要目的是为了更容易将明文与密文数据一字节大小放入DES的f算法中DES解密流程与加密流程根本相同，只不过在进行16轮迭代元算时，将子密钥生成的K的次序倒过来进行迭代运算5、实验过程记录在对DES算法有了清晰的认识后，编码过程中我将其分为几个关键局部分别进行编码，最后将整个过程按顺序执行，即可完成DES的加密，代码的主要几个函数如下：//Byte转为BitByteToBit(ElemTypech,ElemTypebit[8])//Bit转为ByteBitToByte(ElemTypebit[8],ElemType&ch)//初始置换InitialE某(ElemTypeInorder[64],ElemTypeDisorder[64])//终结置换AntiE某(ElemTypeDisorder[64])//扩展置换E某pandE某(ElemTypeRightMsg[32],ElemTypeE某pandMsg[48])//16轮迭代加密MoveLeft(ElemTypeC[28],ElemTypeD[28],ElemTypeL0[32],ElemType R0[32])3//16轮迭代解密mMoveLeft(ElemTypeC[28],ElemTypeD[28],ElemTypeL0[32],ElemTyp eR0[32])//生成48位子密钥GetCD48(ElemTypeC[28],ElemTypeD[28],ElemTypeSecret[48])//48位明文与子密钥进行异或运算某OR(ElemTypeE某pandMsg[48],ElemTypeSecret[48],ElemTypeResult[48])//S盒四位输出getSOut(ElemTypeResult[48],ElemTypeSout[32])//直接置换DirE某change(ElemTypeSout[32],ElemTypeDirOut[32])//Li与Ri 进行抑或运算某ORLR(ElemTypeDirOut[32],ElemTypeLeft[32],ElemTypeResult[32])函数执行次序和调用关系关系如下：6.源代码//DES.cpp:定义控制台应用程序的入口点。
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DES算法实验报告
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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
将这48位替代成新的32位数据。
按此进行,输出32位,再按照表4 换位表P进行变换,这样就完成了F(R,K)的变换。
3.子密钥生成过程
密钥通常表示为64位的自然数，首先通过压缩换位Key_Exchange去掉每个字节的第8位,用作奇偶校验。
因此，密钥去掉第8、16、24……64位减至56位，所以实际密钥长度为56位。
而每轮要生成48位的子密钥。
输入的64位密钥，首先通过压缩换位得到56位的密钥，每层分成两部分，一部分28位为C0，一部分为D0。
C0和D0依次进行循环左移操作生成了C1和D1，将C1和D1合成56位，再通过压缩换位Compression输出48位的子密钥K1，再将C1和D1进行循环左移和Compression压缩换位,得到子密钥K2……以此类推，得到16个子密钥。
密钥压缩换位表如表5表6所示。
在产生子密钥的过程中左移次数如表7所示。
4.解密处理过程
从密文到明文的解密过程可采用与加密完全相同的算法。
不过解密要用加密的逆变换,就是把上面的最后换位表和初始换位表完全倒过来变换。
三、实验内容流程图：
主要代码：
①初始置换
unsigned char Initial [] =
{
58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 2,60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 4, 62, 54, 46, 38, 30, 22, 14, 6,64, 56, 48, 40, 32, 24, 16, 8, 57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 1,59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 3, 61, 53, 45, 37, 29, 21, 13, 5,63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7 };
②逆初始置换
unsigned char Final[] =
{
40, 8, 48, 16, 56, 24, 64, 32,39, 7, 47, 15, 55, 23, 63, 31, 38, 6, 46, 14, 54, 22, 62, 30,37, 5, 45, 13, 53, 21, 61, 29, 36, 4, 44, 12, 52, 20, 60, 28,35, 3, 43, 11, 51, 19, 59, 27, 34, 2, 42, 10, 50, 18, 58, 26,33, 1, 41, 9, 49, 17, 57, 25 };
③扩展变换E
unsigned char Expansion[] =
{
32, 1, 2, 3, 4, 5,4, 5, 6, 7, 8, 9,
8, 9, 10, 11, 12, 13,12, 13, 14, 15, 16, 17,
16, 17, 18, 19, 20, 21,20, 21, 22, 23, 24, 25, 24, 25, 26, 27, 28, 29,28, 29, 30, 31, 32, 1
};
④P_盒置换
unsigned char P_Box[]=
{
16, 7, 20, 21, 29, 12, 28, 17,1, 15, 23, 26, 5, 18, 31, 30,2, 8, 24, 14, 32, 27, 3, 9, 19, 13, 30, 6, 22, 11, 4, 25
};
⑤S盒置换
unsigned char S_Box[8][4][16] =
{
/* S1 */
{ {14, 4, 13, 1, 2, 15, 11, 8, 3, 10, 6, 12, 5, 9,0, 7}, {0, 15, 7, 4, 14, 2, 13, 1, 10, 6, 12, 11, 9,5, 3, 8}, {4, 1, 14, 8, 13, 6, 2, 11, 15, 12, 9, 7,3, 10, 5, 0}, {15, 12, 8, 2, 4, 9, 1, 7, 5, 11, 3,14, 10, 0, 6, 13}}, /* S2 */。