对称密码基本加密实验汇总

对称密码基本加密实验

【实验环境】

ISES客户端

Microsoft CLR Debugger 2005或其它调试器

【实验步骤】

一、DES

在加密算法选项里选择DES，以下实验步骤保持算法不变。

(一)加解密计算

(1)加密

在明文栏的下拉菜单里选择文本或十六进制，然后在后面相应的文本框内输入所要加密的明文；

在密钥栏的下拉菜单里选择文本或十六进制，然后在后面相应的文本框内输入相应的密钥；

点击“加密”按钮，在密文文本框内就会出现加密后的密文，如图1.1.4-5所示。

图1.1.4-5

(2)解密

在密文栏相应的文本框内输入所要解密的密文；

在密钥栏的下拉菜单里选择文本或十六进制，然后在后面相应的文本框内输入相应的密钥；

点击“解密”按钮，在明文文本框内就会出现解密后的明文。

(二)分步演示

(1)点击“扩展实验”框中的“DES分步演示”按钮，进入DES分步演示窗口，打开

后默认进入分步演示页面。

(2)密钥生成

在“子密钥产生过程”框中，选择密钥的输入形式后，输入密钥；DES要求密钥长度为64位，即选择“ASCII”(输入形式为ASCII码)时应输入8个字符，选择“HEX”(输入形式为十六进制)时应输入16个十六进制码；

点击“比特流”按钮生成输入密钥的比特流；

点击“等分密钥”按钮，将生成的密钥比特流进行置换选择后，等分为28位的C0和D0两部分；

分别点击两侧的“循环左移”按钮，对C0和D0分别进行循环左移操作(具体的循环左移的移位数与轮序有关，此处演示为第一轮，循环左移1位)，生成同样为28位的C1和D1；

点击“密钥选取”按钮，对C1和D1进行置换选择，选取48位的轮密钥，此处生成第一轮的密钥K1。

上述密钥生成过程如图1.1.4-6所示。

图1.1.4-6

(3)加密过程

在“加密过程”框中，选择明文的输入形式后，输入明文；DES要求明文分组长度为64位，输入要求参照密钥输入步骤；

点击“比特流”按钮生成输入的明文分组的比特流；

点击“初始置换IP”对明文比特流进行初始置换，并等分为32位左右两部分L0和R0；

点击“扩展置换E”按钮对32位R0进行扩展置换，将其扩展到48位；

点击“异或计算”按钮，将得到的扩展结果与轮密钥K1进行异或，得到48位异或结果；

分别点击“S1”、“S2”、…、“S8”按钮，将得到的48位异或结果通过S代换产生32位输出；

点击“异或计算”按钮，将得到的32位输出与L0进行异或，得到R1；同时令L1=R1，进入下一轮加密计算。

上述加密过程如图1.1.4-7所示。

依次进行16轮计算，最终得到L16和R16；

点击“终结置换”按钮，对交换后的L16和R16进行初始逆置换IP-1，即可得到密文。

上述加密过程如图1.1.4-8所示。

图1.1.4-7

图1.1.4-8

(三)D ES实例

(1)点击DES分步演示窗体中的“DES实例”标签，进入DES实例演示页面。

(2)加密实例

输入明文、初始化向量和密钥，选择工作模式和填充模式，点击“加密”按钮，对输入

的明文使用DES算法按照选定的工作模式和填充模式进行加密；在轮密钥显示框内以十六进制显示各轮加密使用的密钥，加密结果以两种形式显示在密文框中。上述过程如图1.1.4-9所示。

图1.1.4-9

(3)解密实例

输入密文、密钥和初始化向量，选择工作模式和填充模式，点击“解密”按钮，对输入的密文使用DES算法按照选定的工作模式和填充模式进行解密；在轮密钥显示框内以十六进制显示各轮加密使用的密钥，解密结果以两种形式显示在明文框中。

(四)D ES扩展实验

(1)点击“扩展实验”框中的“DES扩展实验”按钮，进入DES扩展实验窗口，打开

后默认进入扩展实验主页面，进行加解密。

(2)确保在主窗口中选中了“加密”按钮，将DES的工作模式设置为“加密运算”。

(3)文本框内输入待加密16个字节长的明文ASCII码串(64比特)，16个字节长的密钥

ASCII码串(64比特)，点击“运行”按钮，得到DES的加密结果，如图1.1.4-10所示。

图1.1.4-10

(4)观察“初始置换”（初始置换IP）。在主窗口中点击“初始置换”按钮，进入“首置

换”卡片，再次点击“运行”，即可观察明文的初始变换过程，如图1.1.4-11所示。

可以根据需要，调节变换显示的速度。

图1.1.4-11

(5)观察密钥变换。在主窗口中点击“密码表”按钮，打开密码变换卡片组。

①选择“密码表”卡片，观察16轮加密变换的密钥，如图1.1.4-12所示。

图1.1.4-12

②选择“密码盒”卡片，观察16轮加密变换密钥的生成过程。点击“置换选择1”按

钮，得到该密钥的初始变换，选择想要测试加密密钥的轮次，再点击“置换选择2”按钮，

即可得到相应的加密密钥，如图1.1.4-13所示。

图1.1.4-13

(6)观察加密函数。点击主窗口的“F(Ri,Ki+1)”按钮，进入加密函数变换卡片。

①依次顺序点击“F(Ri,Ri+1)”卡片中的各个按钮，可以得到“选择运算E”、“代替函

数组S”和“置换运算P”的运算结果，如图1.1.4-14所示。

图1.1.4-14

②选择“F(Ri,Ri+1)”卡片右下角的“Ebox”、“Sbox”或“Pbox”，并点击“查看”按钮，可以详细观察相应的变换过程，如图1.1.4-15所示。

图1.1.4-15

(7)观察“末置换”（逆初始变换IP-1）。在主窗口中点击“末置换”按钮，进入“末置

换”卡片，再次点击“运行”，即可观察加密过程的末置换（逆初始变换IP-1）的执行过程，如图1.1.4-16所示。只有当主窗口中循环轮次等于16时，“末置换”按钮才变为有效的，否则无法激活该窗口。

图1.1.4-16