對(duì)稱算法實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、河北科技師范學(xué)院歐美學(xué)院網(wǎng)絡(luò)安全綜合實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)總結(jié)實(shí)習(xí)類型教學(xué)實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)單位河北科技師范學(xué)院歐美學(xué)院實(shí)習(xí)起止吋間2014年12月22日至2015年1月2 日指導(dǎo)教師劉正林所在院（系）信息技術(shù)系專業(yè)班級(jí)網(wǎng)本1101張欣軍學(xué)生姓名921（x110225學(xué) 號(hào)一、實(shí)習(xí)的基本概況（一）理論指導(dǎo)對(duì)稱密鑰加密機(jī)制即對(duì)稱密碼體系，也稱為單鑰密碼體系和傳統(tǒng)密碼體系。 對(duì)稱密鑰密碼通常分為兩大類，一類是分組密碼（如des、aes算法），另一類 是序列密碼（如rc4算法）。對(duì)稱密碼體系加密和解密時(shí)所用的密鑰是相同的或者是類似的，即由加密密鑰可以很容易地推導(dǎo)出解密密鑰，反之亦然。同 吋在一個(gè)密碼系統(tǒng)中，我們不能假定加密

2、算法和解密算法是保密的，因此密鑰必 須保密。發(fā)送信息的通道往往是不可靠的或者不安全的，所以在傳統(tǒng)的密碼系統(tǒng) 屮，必須用不同于發(fā)送信息的另外一個(gè)安全信道來(lái)發(fā)送密鑰。如圖描述了對(duì)稱密 碼（傳統(tǒng)密碼）系統(tǒng)原理框架，其中m表示明文；c表示密文；e表示加密算法；d 表示解密算法；k表示密鑰；i表示密碼分析員進(jìn)行密碼分析時(shí)掌握有其他有關(guān) 信息；b表示密碼分析員對(duì)明文m的分析和猜測(cè)傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)原理框架圖二、項(xiàng)目情況項(xiàng)0名稱：對(duì)稱密碼算法開發(fā)環(huán)境:基于“對(duì)稱密鑰”的加密算法主要有des、tripledes、rc2、rc4、 rc5 和 blowfish 等。項(xiàng)目分工情況：對(duì)稱密碼算法是對(duì)信息加密的一種，首先我

3、們分頭收集冇 關(guān)對(duì)稱密碼算法的材料，展開討論，對(duì)學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行回顧。在老師的講解 下又加深了理解，最后我們每個(gè)人根據(jù)自己的認(rèn)識(shí)展開對(duì)對(duì)稱密碼算法的研 宄，完成個(gè)人實(shí)習(xí)總結(jié)。三、實(shí)習(xí)過程或步驟drs算法把64位的明文輸入塊變?yōu)?4位的密文輸出塊，它所使用的密鑰也 是64位。首先，des把輸入的64位數(shù)據(jù)塊按位重新組合，并把輸出分為lo、r0w部分，每部分各長(zhǎng)32位，并進(jìn)行前后置換，最終由l0輸出左32位，r0輸出 右32位，根據(jù)這個(gè)法則經(jīng)過16次迭代運(yùn)算后，得到l16、r16,將此作為輸入， 進(jìn)行與初始置換相反的逆置換，即得到密文輸出。實(shí)驗(yàn)步驟：本實(shí)驗(yàn)主機(jī)a、b為一組，c、d為一組，e、f為一組

4、。首先使用“快照x”恢復(fù)windows系統(tǒng)環(huán)境。(一)des加密解密(1) 本機(jī)進(jìn)入“密碼工具”丨“加密解密”丨“des加密算法” i “加密/解密” 頁(yè)簽，在明文輸入?yún)^(qū)輸入明文：公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(pki)理論及應(yīng)用。(2) 在密鑰窗口輸入8 (64位)個(gè)字符的密鑰k,密鑰k= 7745280。單擊“加 密”按鈕，將密文導(dǎo)出到des文件夾(d:workencryptiondes)屮，如圖1-1 所示，通告同組主機(jī)獲取密文，并將密鑰k告訴同組主機(jī)。地it® |二i|名稱i大小i類aii«g曰期丨i文.械 i1 kb 艾相a)j2->1315:47 a圖1-1導(dǎo)出密文(3)

5、單擊“導(dǎo)入”按鈕，從同組主機(jī)的的des共享文件夾中將密文導(dǎo)入， 然后在密鑰窗口輸入被同組主機(jī)通告的密鑰k,點(diǎn)擊“解密”按鈕進(jìn)行des解密， 如圖1-2所示：c 置1科 ran: ffsssfa 崔 j j 扇 g圖1-2解密密文(4) 將破解后的明文與同組主機(jī)記錄的明文比較，如圖1-3和1-4所示， 明文完全一致。二.des算法本機(jī)進(jìn)入“密碼工具” i “加密解密”丨“des加密算法” i “演示”頁(yè)簽, 向64位明文中輸入8個(gè)字符(8*8bit=64),向64位密鑰中輸入8個(gè)字符 (8*8bit=64)。點(diǎn)擊“加密”按鈕。完成加密操作，如圖2-1所示，分別點(diǎn)擊 “初始置換”、“密鑰生成演示”

6、、“十六輪加密變換”和“終結(jié)置換”按鈕, 斉看初始置換、密鑰生成演示、十六輪加密變換和終結(jié)置換的詳細(xì)加密操作流程， 如圖2-22-5所示：w位進(jìn)：tt):(8e5c020p2ih72b3圖2-1加密操作des加密筇法-初始笠換斉換蒔： |b9a8d4bfb8f9e4al雖后： |247d4cbbfffb361a64位明文經(jīng)過初始8換 表，進(jìn)行初抬s換形成邾 的64位明文，再送入十六 輪加密運(yùn)貨，進(jìn)行加s. 貝體s換方法：按照s換 表，格明艾第1個(gè)比特位 與第58個(gè)比椅位進(jìn)行s 襖，第2個(gè)比特位與第50 個(gè)比特進(jìn)行登換，以此類 推百至；成64比特明艾的 罝換圖2-2初始置換des加sa法-密鉑生

7、成s示m 位密明3737343532383000壓港型換si位壓錨密鑰 i00007f7130f20f子密鑰：|d08c24718709ci p001fdc0»|4c3c8xcif 1 p007f70 oi+1 i30 *上一個(gè)下廠個(gè)圖2-3密鑰生成演示des加ss法-16輪迭代當(dāng)前加密輪數(shù)i r"上一輪圖2-4十六輪加密變換40848165624643239747155523633138646145422623037545135321612936444125220602835343115119592734242105018582633囑二 1491757_25罡換前：(c

8、2622b9881doobcd經(jīng)過16輪加棚困艾遇過 終結(jié)罝換表，迸行終結(jié)罝 換形成最終的64位密艾 具體§換方法：按柏苣換 衷，格茲過16輪加密的密 文的第1個(gè)比特位與第40 個(gè)比特位i迸行運(yùn)換，笫2 個(gè)比特位與第8個(gè)比特進(jìn) 行費(fèi)換，以此類撙苴至芫 成64比特密文的£換昔換后：|8e5co20f2il472e3圖2-5終結(jié)置換四、實(shí)習(xí)感受（一）成績(jī)與收獲1. 本次試驗(yàn)中，學(xué)習(xí)了對(duì)稱加密算法的相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)，并掌握了對(duì)稱加密算法的 原理和特點(diǎn)，其中對(duì)稱密碼體系的優(yōu)點(diǎn)包括：加密效率高，硬件實(shí)現(xiàn)可達(dá)每秒 數(shù)百兆字節(jié)（軟件實(shí)現(xiàn)略慢一些）；密鑰相對(duì)比較短；可以用來(lái)構(gòu)造各種密碼 機(jī)制；可以用來(lái)建造安全性更強(qiáng)的密碼。對(duì)稱密碼體系的缺點(diǎn)包括：通信雙方 都要保持密鑰的秘密性；在大型網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)人需持有許多密鑰；為了安全， 需要經(jīng)常更換密鑰。2. 學(xué)習(xí)了 des算法加密的t.作原理：其入口參數(shù)有三個(gè)：key、data、mode。key 為加密解密使用的密鑰，data為加密解密的數(shù)據(jù)，mode為其工作模式。當(dāng)模式 為加密模式時(shí)，明文按照64位進(jìn)行分組，形成明文組，key用于對(duì)數(shù)據(jù)加密， 當(dāng)模式為解密模式時(shí)，key用于對(duì)數(shù)據(jù)解密。實(shí)際運(yùn)用中，密鑰只用到了 64位 中的56位，這樣冰具有高的安全性