RSA和DES加密算法详解
基于DES和RSA的混合加密体制的分析

密文 C 发送
密文 C
M= C d mod n
明文 M 接受方乙
其中,e 和 n 是接收方 B 的公钥,但 d 是接收方 B 的私钥
2.2 RSA 算法的优缺点分析 [ 4 ]
RSA 算法相对于 DES 加密算法有许多有点,通信双方不需事先交换密钥,保 密性好, 在密钥管理及分配上有自己的优越性; 另外公钥密码可以实现数字签名, 保证传输信息的不可否认性。但是,RSA 是建立在大素数分解困难的基础上的。 因子分解越困难,密码就难以破译,解密强度就越高。所以,RSA 算法是基于数 学难题的,加、解密运算时,在计算上的开销相对于 DES 对称加密算法来说是非 常巨大的。
综上所述,DES和RSA混合加密体制兼有加密、解密速度快的常规密码体制的 优点, 以及不需要进行密钥分配且保密管理的密钥量也较少的公开密码体制的优 点,从而构成了相对比较理想的加密体制。
3.4
关于混合加密算法改进的几点想法 [ 3]
在参考了大量文献资料下,我们在此可以对 DES 和 RSA 的混合加密算法进行 以下改进。 (1) 传统的 DES 算法的安全性能已大大降低, 目前也很少有人使用该算法。 因此, 使用基于混沌序列的 DES 算法,也可以使用混沌系统使 DES 加密密钥按要 求处于变化之中, 即可实现一次一密的要求,这样即使攻击者在信道中获得一组 密钥也难以推算出其他密钥而破获整个加密系统, 同时只要加密端和解密端得混 沌初值相同,加密和解密端的密钥便可同步,明显提高了安全性能。 (2)RSA 算法是基于大数因子分解的问题,实现容易,但其安全强度相对 较低。 目前, 用国际上公认的对于 RSA 算法最有效的攻击算法是一般数域筛 (NFS) 方法去破译和攻击,其破译和求解难度是亚指数级的,其复杂度
实训3-2:加密算法DES和RSA的实现

2. MixedCS软件实现RSA加密
➢ (7)单击 解密 按钮开始进行解密,解密完成后显示“解
密成功!”消息框,并产生文件“1.txt”,用词本打开 该文件,其内容仍然是“12345678”。
3. C语言实现RSA算法
3. C语言实现RSA算法
➢ (1)运行Turbo C2.0开发工具,输入RSA的源程序,进
实训设备
设备
服务器 (安装windows2000/2003操作系统) MixedCS.exe软件
Turbo C 2.0开发工具
数量
1台
1套 1套
实训步骤
➢1. MixedCS软件实现DES加密 ➢2. MixedCS软件实现RSA加密 ➢3. C语言实现RSA算法
1. MixedCS软件实现DES加密
第3章 网络加密与认证技术 实训3-2:加密算法DES和RSA的实现
实训目的
➢通过软件对实际数据进行加密和解密来了解DES
的运行原理
➢复习C语言的开发过程 ➢通过RSA的C语言源程序了解RSA的加密、解密
过程,掌握其工作原理;
➢通过实训进一步弄清对称加密DES和非对称加密
RSA的区别。
实训背景
数据加密技术是数据安全的核心技术。尤其是在 当今的电子商务、数字货币、网络银行等各种网 络业务的快速的兴起时代。使得如何保护数据安 全使之不被窃取、不被篡改或破坏等问题越来越 受到人们的重视。解决这些问题的关键就是数据 加密技术。
时该软件将自动采用3DES算法进行加密,加密的时间显 著增加,如所示。
1. MixedCS软件实现DES加密
➢ (6)在主窗口的“输入自动产生解密文件名 ,输入DES密钥,便可进行解密,如所示。
简述des算法和rsa算法的工作原理

DES算法和RSA算法都是密码学中常用的加密算法,它们分别采用了对称加密和非对称加密的方式来实现数据的加密和解密。
下面将分别从DES算法和RSA算法的工作原理,密钥管理以及应用方面对它们进行简述。
一、DES算法的工作原理DES算法是一种对称加密算法,它使用相同的密钥对数据进行加密和解密。
DES算法的工作原理主要包括初始置换、16轮迭代加密和最终置换三个步骤:1. 初始置换(Initial Permutation):将输入的64位数据按照预定规则进行置换,形成初始置换后的数据。
2. 16轮迭代加密(16 Rounds of Iterative Encryption):将初始置换后的数据分成左右两部分,分别进行16轮的迭代加密操作。
每一轮的加密操作包括将右半部分数据进行扩展、与本轮的轮密钥进行异或运算、通过S盒进行替换和P盒进行置换等步骤。
3. 最终置换(Final Permutation):经过16轮迭代加密后,将左右两部分数据进行置换,得到最终的加密结果。
DES算法的解密过程与加密过程相反,即首先进行初始置换,然后进行16轮的迭代解密操作,最后进行最终置换得到解密结果。
二、RSA算法的工作原理RSA算法是一种非对称加密算法,它使用公钥和私钥对数据进行加密和解密。
RSA算法的工作原理主要包括密钥生成、加密和解密三个步骤:1. 密钥生成(Key Generation):选择两个大素数p和q,计算它们的乘积n,再选择一个与(n)互质的数e作为公钥,计算满足(ed ≡ 1 mod φ(n))的d作为私钥,其中e和φ(n)互质且φ(n) = (p-1)(q-1)。
2. 加密(Encryption):将明文M通过公钥进行加密运算,得到密文C,具体的加密过程为C ≡ M^e mod n。
3. 解密(Decryption):将密文C通过私钥进行解密运算,得到明文M,具体的解密过程为M ≡ C^d mod n。
RSA算法的安全性基于大素数分解问题,即很难从n和e的值推导出d的值,但可以用d轻松求出e,所以加密用的是e,解密用的是d。
DES,RSA算法

30
浙江大学计算机学院 陈刚
31
浙江大学计算机学院 陈刚
28
DES与RSA性能比较
浙江大学计算机学院 陈刚
29
混合加密系统
将常规加密算法的数据处理速度和公开密钥算法对密 钥的保密功能相结合 利用常规加密算法加密传输数据 利用公开密钥算法交换密码 适用于需要交流大批量数据的场合 安全套接层(SSL)采用了这种解决方案
浙江大学计算机学院 陈刚
浙江大学计算机学院 陈刚
20
Diffie-Hellman算法的中间人攻击
浙江大学计算机学院 陈刚
21
Diffie-Hellman算法攻击步骤
1. 双方选择素数p以及p的一个原根a(假定O知道)
2. A选择Xa<p,计算Ya=aXa mod p, A→B: Ya
3. O截获Ya,选Xo,计算Yo=aXo mod p,冒充A → B:Yo
计算机安全技术基础
陈刚 浙江大学计算机学院
13906502791 cg@
浙江大学计算机学院 陈刚
1
计算机安全
密码学
浙江大学计算机学院 陈刚
2
教学内容安排
1 常规加密技术 2 公开密钥加密技术 3 鉴别 4 数字签名
5 信息隐藏与数字水印
浙江大学计算机学院 陈刚
3
Review
O永远必须实时截获并冒充转发,否则会被发现
浙江大学由MIT的Rivest, Shamir和Adleman 三人
提出
是一个分组加密方法
目前被最广泛地采用
采用的单向函数是大素数相乘,相乘很容易,但因 子分解很困难
基于数论中的欧拉定理实现
浙江大学计算机学院 陈刚
23
DES与RSA的分析报告

DES与RSA的分析报告DES简介数据加密算法(Data Encryption Algorithm,DEA)是一种对称加密算法,很可能是使用最广泛的密钥系统,特别是在保护金融数据的安全中,最初开发的DEA是嵌入硬件中的。
通常,自动取款机(Automated Teller Machine,ATM)都使用DEA。
它出自IBM的研究工作,IBM也曾对它拥有几年的专利权,但是在1983年已到期后,处于公有范围中,允许在特定条件下可以免除专利使用费而使用。
1977年被美国政府正式采纳。
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。
RSA简介RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法,也易于理解和操作。
RSA是被研究得最广泛的公钥算法,从提出到现在已近二十年,经历了各种攻击的考验,逐渐为人们接受,普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。
RSA的安全性依赖于大数的因子分解,但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价。
即RSA的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性能如何,而且密码学界多数人士倾向于因子分解不是NPC问题一、RSA 的安全性RSA的安全性依赖于大数分解,但是否等同于大数分解一直未能得到理论上的证明,因为没有证明破解RSA就一定需要作大数分解。
假设存在一种无须分解大数的算法,那它肯定可以修改成为大数分解算法。
目前,RSA 的一些变种算法已被证明等价于大数分解。
不管怎样,分解n是最显然的攻击方法。
现在,人们已能分解多个十进制位的大素数。
因此,模数n 必须选大一些,因具体适用情况而定。
RSA和DES加密算法详解

RSA算法可以用于生成数字签名,验证数据的完整性和来源,确保数据在传输过程中未 被篡改或伪造。
密钥管理
RSA算法可以用于密钥分发和交换,确保通信双方能够安全地共享密钥,进行加密通信。
DES的应用场景
保护金融交易
DES加密算法曾广泛应用于金融交易中,如 信用卡交易和银行转账,保护敏感信息不被 非法获取。
加密过程
将明文转换为数字后,使用公钥(e,n)进行加密,得到密文。解密过程则使用私钥(d,n)进行解密,还原出明文。
RSA算法的安全性
安全性基于大数因子分解
RSA算法的安全性主要基于大数因子分解的困难性。即使攻击者知道了公钥和密文,也很难通过计算 得到原始的明文。
密钥长度决定安全性
RSA算法的安全性取决于密钥长度。一般来说,密钥长度越长,RSA算法的安全性就越高。目前常用 的RSA密钥长度为2048位,被认为是足够安全的。
缺点
01
计算开销大
RSA加密算法相对于DES加密算法需要更多的计算资源和时间,因此在
处理大量数据时可能效率较低。
02
密钥长度较长
为了达到足够的安全强度,RSA加密算法通常需要较长的密钥长度(例
如2048位),这会增加实现和存储密钥的难度和成本。
03
可能遭受侧信道攻击
虽然RSA加密算法本身不容易遭受侧信道攻击,但在某些实现中可能会
暴露密钥信息,从而遭受攻击。
05
DES加密算法的优缺点
优点
安全性高
DES加密算法使用56位密钥,在256次试验中密和解密过程中速度较 快。
易实现
DES算法易于理解和实现,因此在许多编程语言中都 有现成的库可供使用。
缺点
密钥长度短
RSA和DES加密算法详解

RSA和DES加密算法详解RSA加密算法:RSA是一种非对称加密算法,它的安全性基于大数的因数分解难题。
RSA算法的原理如下:1.选择两个不同的质数p和q,并计算它们的乘积n=p*q。
n被称为RSA算法的模数。
2.计算n的欧拉函数φ(n)=(p-1)*(q-1)。
3.选择一个整数e,使得1<e<φ(n),且e和φ(n)互质。
e被称为RSA算法的公钥指数。
4. 计算整数d,使得d*e ≡ 1 (mod φ(n))。
d被称为RSA算法的私钥指数。
5.公钥为(n,e),私钥为(n,d)。
6. 加密消息m时,将m的整数表示x,计算密文c ≡ x^e (mod n)。
7. 解密密文c时,计算明文m ≡ c^d (mod n)。
RSA算法的优点是加密速度较快,且在典型情况下很难被破解。
其主要应用领域包括数据传输中的身份认证、数字签名、数字证书等。
DES加密算法:DES(Data Encryption Standard)是一种对称加密算法,它采用64位的分组长度和56位的密钥长度。
DES算法的原理如下:1.初始置换(IP):将输入的64位明文分为左右两个32位部分。
2.迭代运算:通过16次的迭代运算,先对右半部分进行扩展和异或运算,然后经过S盒置换和P盒置换,最后与左半部分进行异或运算。
3.逆初始置换(IP-1):将得到的64位结果进行逆初始置换得到密文。
4.这里的迭代运算中,用到了轮密钥生成算法。
DES算法的密钥扩展过程中,通过对56位密钥进行位移、选择和置换操作生成各轮所使用的子密钥。
DES算法的缺点是安全性较低,主要是由于其算法密钥长度较短,易受到穷举攻击。
因此在实际应用中,通常采用3DES算法,即对DES算法进行三次加密。
1.对称加密算法DES的加密速度较快,而非对称加密算法RSA的加密速度较慢。
这是因为RSA算法涉及大数的运算,而DES算法仅涉及位运算。
2.DES算法的密钥长度较短,容易受到穷举攻击,安全性较低。
DES_3DES_AES_IDES_RSA密码算法比较

DES_3DES_AES_IDES_RSA密码算法⽐较
对称加密算法(也叫共享密钥)
类型定义:发送接收使⽤相
同的对称密钥
密钥
长度分组长度循环次
数
安全性
DES数据加密标准,速度较
快,适⽤于加密⼤量数
据的场合;566416依赖密钥受穷举搜
索法攻击
3DES是基于DES的对称算
法,对⼀块数据⽤三个
不同的密钥进⾏三次加
密,强度更⾼;112 1686448军事级,可抗差值
分析和相关分析
AES,对称算法,是下⼀代
的加密算法标准,速度
快,安全级别⾼,⽬前
AES 标准的⼀个实现是
Rijndael 算法128
192
256
6410
12
14
安全级别⾼,⾼级
加密标准
IDEA国际数据加密算法,使
⽤ 128 位密钥提供⾮常
强的安全性128648能抵抗差分密码分
析的攻击
MD5信息-摘要算法
Message-Digest 51285124MD5 算法主要是
为数字签名⽽设计
的
SHA安全散列算法
Secure Hash Algorithm 1605124可实现数字签名,
和MD5相似
⾮对称加密算法(也叫公开密钥)
类型定义:⼀对公开密钥和
私有密钥,
解释举例
RSA基于⼤素数分解(Ron
Rivest,Adi
Shamir,Len Adleman
三位天才的名字)例如:7*d=1mod8的模运算是:(7*d)/ 8....余1 d=7
ECC椭圆曲线密码编码学Elliptic Curves Cryptography。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Part 2 RSA 算法描述
1.随机选择两个秘密的质数p、q 2.计算公开的模数,n=p*q 3.计算秘密的φ(n)=(p-1)*(q-1) 4.选择一个与φ(n)互质的量e 5.求K的乘法逆元素,用扩展欧几里得算法,模为φ(n) 6.明文X的值应在0至n-1之间,计算Xe (mod n)产生密 文Y,完成加密操作 7.计算Yd(mod n)产生明文X,完成解密操作
7.计算Yd(mod n)产生 明文X,完成解密操作
void decrypt() {
if(flag == 0) {
cout<<setkey first:<<endl; produce_key(); } 潣瑵? 请输入密文:; cin>>c; m = modular_multiplication(c,pr.d,pr.n); 潣瑵? 明文 is:<<m<<endl;
? 密钥长度为64位。然而只有其中的56位被实际用于算法,其余8 位可以被用于奇偶校验,并在算法中被丢弃。因此,DES的有效 密钥长度为56位,因为密钥太短,现已被攻破。改为使用三重 DES算法,即3DES。
? 经过16轮迭代和置换,得到密文长度为64位。
Part 2 DES 算法原理
明文64 bits
a[i] = b[i]; b[i] = t[i];
{
return b[2] = gcd(m, bin);
}
Part 3 RSA 编程实现( C 语言)
6.明文X的值应在 0至n-1之间,计算 Xe (mod n)产生密 文Y,完成加密操 作
void encrypt() {
if(flag == 0) {
潣瑵? 请输入下一步操作 ; }
DES算法原理及其编程实现
Part 1 DES 算法简介
? DES = Data Encryption Standard = 数据加密标准
? DES是一种典型的块密码,即一种将固定长度的明文通过一系列 复杂的操作变成同样长度的密文的算法
? 明文长度为64位。同时,DES使用密钥来自定义变换过程,因此 算法认为只有持有加密所用的密钥的用户才能解密密文。
RSA算法原理及其编程实现
Part 1 RSA 算法的产生
Ron Rives Adi
t Shamir
Leonard Adleman
RSA公钥加密算法
? RSA是目前最有影响力的公钥加密算法,它能够抵抗到目前为止 已知的绝大多数密码攻击,已被ISO推荐为公钥数据加密标准。
? RSA算法基于一个十分简单的数论事实:将两个大素数相乘十分 容易,但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难,因此可以 将乘积公开作为加密密钥。
}
b[0] = 0, b[1] = 1, b[2] = bin;
int q = ห้องสมุดไป่ตู้[2] / b[
if (b[2] == 0)
for(int i=0; i<3; i++)
{
{
return a[2] = bg[i]c; d(m, bin); t[i] = a[i] - q *
}
if (b[2] ==1)
密钥64 bits
子密钥48 bits
密文64 bits
F函数32 bits
Part 2 DES 算法原理 — — 初 始 置 换 和 逆 置 换
DES算法中所有的置换表都是给定的
Part 3 DES 编程实现 — — 初 始 置 换 和 逆 置 换
Part 2 DES 算法原理 — — 第 一 轮 迭 代
cout<<setkey first:<<endl; produce_key(); } 潣瑵? 请输入明文 :; cin>>m; c = modular_multiplication(m,pu.e,pu.n) 潣瑵? 密文 is:<<c<<endl; 潣瑵? 请输入下一步操作 ; }
Part 3 RSA 编程实现( C 语言)
Part 3 RSA 编程实现( C 语言)
1、随机选择两个秘密的质 数p,q (89 ,97) 2.计算公开的模数n=p*q (8633) 3.计算秘密的欧拉函数 φ(n)=(p-1)*(q-1) (8448)
/* 判定一个数是否为素数 */ bool test_prime(Elemtype m) {
Part 2 DES 算法原理 — — F 函 数 生 成
左边32bitsE盒 置换得到48bits
异或 得到48bits
Part 3 DES 编程实现 — — E 置 换 表
17
Part 2 DES 算法原理 — — F 函 数 生 成
左边32bitsE盒 置换得到48bits
bool pd; int i; for(i = 2;i < m;i++)
if(m % i ==0) break;
if(m == i) pd = 1;
else pd = 0;
return pd;
Part 3 RSA 编程实现( C 语言)
4、选择一个与φ(n)互质的量 e
/* 求最大公约数 */
{
Elemtype gcd(Elemtype a, Elemtype b)
Elemtype extend_euclid(Elemtype m,
while(true)
Elemtype bin)
{
{
if (b[2] ==1)
order(m,bin);
{
return b[1];
Elemtype a[3],b[3],t[3];
break;
a[0] = 1, a[1] = 0, a[2] = m;
? 64bits明文进行IP置换 ? 64bits明文分为左右两部分,分
别为32bits ? 右边32bits直接放入下一轮的左
边32bits ? 左边32bits与F函数异或之后放入
下一轮的右边32bits
Part 2 DES 算法原理 — — 子 密 钥 生 成
56bits密钥分成左右两边,经过置换、左移、选位得到48bits的子密钥
order(a,b);
int r;
if(b == 0)
{
return a;
}
else
}
while(true) { r = a % b; a = b; b = r; if (b == 0)
{ return a; break;
}
Part 3 RSA 编程实现( C 语言)
5.用扩展欧几里得算法求 K的乘法逆元素d,模为φ(n)