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密码学实验报告.doc

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密码实验系统指导书
1、DES单步加密实验
【实验目的】
【实验环境】
【实验预备知识点】
【实验内容】
【实验步骤】
【实验思考题】
2.DES算法实验
【实验目的】
【实验环境】
【实验预备知识点】
【实验内容】
【实验步骤】
【实验思考题】
3、3DES算法实验
【实验目的】
【实验环境】
【实验预备知识点】
【实验内容】
【实验步骤】
【实验思考题】
4、AES算法实验
【实验目的】
【实验环境】
【实验预备知识点】
【实验内容】
【实验步骤】
【实验思考题】
5、MD5算法实验
【实验目的】
【实验环境】
【实验预备知识点】
【实验内容】
【实验步骤】
【实验思考题】
6、SHA-1算法实验
【实验目的】
【实验环境】
【实验预备知识点】
【实验内容】
【实验步骤】
【实验思考题】
7、RSA算法实验
【实验目的】
【实验环境】
【实验预备知识点】
【实验内容】
【实验步骤】
【实验思考题】
8、DSA数字签名实验
【实验目的】
【实验环境】
【实验预备知识点】
【实验内容】
【实验步骤】
【实验思考题】
请各位同学在8个小实验中8选4,下次实验完成后面的4项,做好截图和记录.能截图的当时截 好,放到实验的电子档内并保存好,以便后续交作业.登录信息安全综合 实验系统,用户名和密码都是:01/01,或02/02 密码实验系统指导书 1、DES 单步加密实验 2、DES 算法实验 3、3DES 算法实验 4、AES 算法实验 5、MD5 算法实验 6、SHA-1 算法实验 7、RSA 算法实验 8、DSA 数字签名实验
1、DES 单步加密实验 【实验目的】 1. 掌握 DES 算法的基本原理 2. 了解 DES 算法的详细步骤 【实验环境】 1. 本试验需要密码教学实验系统的支持 2. 操作系统为 Windows 2000 或者 Windows XP 【实验预备知识点】 什么是 DES 算法? 【实验内容】 1. 掌握 DES 算法的原理及过程 2. 完成 DES 密钥扩展运算 3. 完成 DES 数据加密运算 【实验步骤】 1. 打开“DES 理论学习”,掌握 DES 算法的加解密原理; 2. 打开“DES 算法流程”,开始 DES 单步加密实验,如图 1-1; 3. 选择密钥输入为 ASCII 码或十六进制码模式,输入密钥;若为 ASCII 码 模式,则输入 8 个字符的 ASCII 码;若为十六进制码模式,则输入 16 个 字符的十六进制码(0~9,a~f,A~F); 4. 点击“比特流”按钮,将输入的密钥转化为 64 位比特流; 5. 点击“置换选择 I”按钮,完成置换选择 I 运算,得到 56bit 有效密钥位,并 分为左右两部分,各 28bit; 6. 点击 C0 下的“循环左移”按钮,对 C0 进行循环左移运算; 7. 点击 D0 下的“循环左移”按钮,对 D0 进行循环左移运算; 8. 点击“选择置换 II”按钮,得到扩展子密钥 K1; 9. 进入第二部分——加密,选择加密输入为 ASCII 码或十六进制码模式, 输入明文;若为 ASCII 码模式,则输入 8 个字符的 ASCII 码;若为十六 进制码模式,则输入 16 个字符的十六进制码(0~9,a~f,A~F); 10.点击“比特流”按钮,将输入明文转化为 64 位比特流;
11.点击“初始 IP 置换”按钮,将 64bit 明文进行 IP 置换运算,得到左右两部 分,各 32bit; 12.点击“选择运算 E”按钮,将右 32bit 扩展为 48bit; 13.点击“异或运算”按钮,将扩展的 48bit 与子密钥 K1 进行按位异或; 14.依次点击“S1”、“S2”、“S3”、“S4”、“S5”、“S6”、“S7”、“S8”按钮,对中 间结果分组后进行 S 盒运算; 15.点击“置换运算 P”按钮,对 S 盒运算结果进行 P 置换运算; 16.点击“异或运算”按钮,将 P 置换运算结果与 L0 进行按位异或,得到 R1; 17.点击“逆初始置换 IP_1”按钮,得到最终的加密结果。 图 1-1 DES 单步加密实验界面 【实验思考题】 a) DES 算法中大量的置换运算的作用是什么? b) DES 算法中 S 盒变换的作用是什么?
2.DES 算法实验 【实验目的】 1. 掌握 DES 运算的基本原理 2. 了解 DES 运算的实现方法 【实验环境】 1. 本试验需要密码教学实验系统的支持 2. 操作系统为 Windows 2000 或者 Windows XP 【实验预备知识点】 1. DES 算法有什么特点? 2. DES 算法的加解密过程? 3. DES 有哪些工作模式?各有什么特点? 【实验内容】 1. 掌握 DES 算法的原理及过程 2. 完成字符串数据的 DES 加密运算 3. 完成字符串数据的 DES 解密运算 【实验步骤】 1. 打开“DES 理论学习”,掌握 DES 算法的加解密原理; 2. 打开“DES 实例”,进行字符串的加解密操作,如图 2-1; 3. 选择“工作模式”为“ECB”或“CBC”或“CFB”或“OFB”; 4. 选择“填充模式”为“ISO_1”或“ISO_2”或“PAK_7”; 5. 输入明文前选择 ASCII 码或十六进制码输入模式,然后在明文编辑框内 输入待加密的字符串; 6. 输入密钥前选择 ASCII 码或十六进制码输入模式,然后在密钥编辑框内 输入密钥;若为 ASCII 码模式,则输入不超过 8 个字符的 ASCII 码,不 足部分将由系统以 0x00 补足;若为十六进制码模式,则输入不超过 16 个字符的十六进制码(0~9,a~f,A~F),不足部分将由系统以 0x00 补足;
7. 点击“加密”按钮,进行加密操作,密钥扩展的结果将显示在列表框中,密 文将显示在密文编辑框中; 8. 点击“解密”按钮,密文将被解密,显示在明文编辑框中,填充的字符将被 自动除去;也可以修改密钥,再点击“解密”按钮,观察解密是否会正确; 9. 点击“清空”按钮即可进行下次实验。 图 2-1 DES 算法实验界面 【实验思考题】 在 DES 算法中有哪些是弱密钥?哪些是半弱密钥?
3、3DES 算法实验 【实验目的】 1. 了解 3DES 算法的基本原理 2. 掌握 3DES 算法的实现方法 【实验环境】 1. 本试验需要密码教学系统的支持 2. 操作系统为 Windows 2000 或者 Windows XP 【实验预备知识点】 1. DES 之后,为什么要有 3DES? 2. 就密钥的长度而言,3DES 的有几种加密方式? 【实验内容】 1. 完成单块的数据的 3DES 3 密钥加密运算 2. 完成单块的数据的 3DES 2 密钥加密运算 【实验步骤】 1. 熟悉 3DES 运算原理; 2. 掌握不同密钥数量的情况下,3DES 的数学公式表示; 3. 在密码教学系统中,打开“3DES 实例”,如图 3-1; 4. 选择“工作模式”为“ECB”或“CBC”或“CFB”或“OFB”; 5. 选择“填充模式”为“ISO_1”或“ISO_2”或“PAK_7”; 6. 输入明文前选择 ASCII 码或十六进制码输入模式,然后在明文编辑框内 输入待加密的字符串; 7. 选择密钥长度为 16 字节或者 24 字节,分别代表双密钥或三密钥; 8. 输入密钥前选择 ASCII 码或十六进制码输入模式,然后在密钥编辑框内 输入密钥;若为 ASCII 码模式,则输入 16 个或 24 个字符的 ASCII 码, 不足部分将由系统以 0x00 补足;若为十六进制码模式,则输入不超过 32 个或 48 个字符的十六进制码(0~9,a~f,A~F),不足部分将由系
统以 0x00 补足; 9. 点击“加密”按钮,进行加密操作,密钥扩展的结果将显示在列表框中, 密文将显示在密文编辑框中; 10. 点击“解密”按钮,密文将被解密,显示在明文编辑框中,填充的字 符将被自动除去;也可以修改密钥,再点击“解密”按钮,观察解密是否 会正确; 11. 点击“清空”按钮即可进行下次实验。 图 3-1 3DES 算法实验 【实验思考题】 将下面的两个密钥中的有效比特列出来 k1:12345678 k2:23456789
4、AES 算法实验 【实验目的】 1. 了解 AES 算法的基本原理 2. 掌握 AES 算法的实现方法 【实验环境】 1. 本试验需要密码技术应用实验系统的支持 2. 操作系统为 Windows 2000 或者 Windows XP 【实验预备知识点】 1. AES 中有限域上的数学运算 2. AES 算法的特点 【实验内容】 1. 掌握 AES 算法的原理及过程 2. 完成字符串数据的 AES 加密运算 3. 完成字符串数据的 AES 解密运算 【实验步骤】 1. 打开“AES 理论学习”,掌握 AES 加密标准的原理; 2. 打开“AES 实例”,如图 4-1,进行字符串的加解密操作; 3. 选择“工作模式”为“ECB”或“CBC”或“CFB”或“OFB”; 4. 选择“填充模式”为“ISO_1”或“ISO_2”或“PAK_7”; 5. 输入明文前选择 ASCII 码或十六进制码输入模式,然后在明文编辑框内 输入待加密的字符串; 6. 输入密钥前选择 ASCII 码或十六进制码输入模式,然后在密钥编辑框内 输入密钥;若为 ASCII 码模式,则输入不超过 16 个字符的 ASCII 码,不 足部分将由系统以 0x00 补足;若为十六进制码模式,则输入不超过 32 个字符的十六进制码(0~9,a~f,A~F),不足部分将由系统以 0x00 补足; 7. 点击“加密”按钮,进行加密操作,密钥扩展的结果将显示在列表框中,密 文将显示在密文编辑框中;
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