非对称加密实验.docx
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非对称加密实验
非对称加密实验
【实验环境】
ISES客户端
MicrosoftCLRDebugger2005或其它调试器
【实验步骤】
一、RSA
（一）加解密计算
（1）打开实验实施，默认的选择即为RSA标签，显示RSA实验界面。
（2）选择明文格式，输入要加密的明文信息。
（3）选择密钥长度，此处以512比特为例，点击“生成密钥对”按钮，生成密钥对和参数。
（4）选择“标准方法”标签，在标签下查看生成的密钥对和参数，如图1.1.71所示。
图1.1.71
（5）标准方法加解密
标准方法可选择公钥加密/私钥解密形式和公钥加密/私钥解密形式进行加解密，此处以公钥加密/私钥解密形式进行加解密，公钥加密/私钥解密可参照完成；注意在一次加解密过程中不要重新生成密钥对。
点击“公钥加密”按钮使用生成的公钥对明文进行加密，密文以十六进制显示在密文文本框中；清除明文文本框中的内容，点击“私钥解密”按钮对密文进行解密，明文默认以文本形式显示在明文文本框中，如图1.1.72所示；可选择以16进制查看明文。
图1.1.72
（6）选择“中国剩余定理方法”标签，在标签下查看生成的密钥对和参数，如图1.1.73所示。
图1.1.73
（7）中国剩余定理方法加解密
点击“加密”按钮使用生成的公钥对明文进行加密，密文以十六进制显示在密文文本框中；清除明文文本框中的内容，点击“解密”按钮对密文进行解密，明文默认以文本形式显示在明文文本框中，如图1.1.74所示。
可选择以十六进制查看明文。
图1.1.74
（二）RSA密钥计算
（1）点击“扩展实验”框中的“RSA计算”按钮，进入RSA计算窗体。
（2）输入报文信息，点击“计算MD5值”生成报文信息的信息摘要，如图1.1.75所示。
图1.1.75
（3）选择p、q值，计算n、φ（n）、e和d并输入相应的文本框中，点击“检验”按钮对计算的各个参数值进行检验，如图1.1.76所示。
图1.1.76
（4）检验无误后，根据上述计算得到的RSA私钥，计算报文MD5值即报文摘要的前8位的签名值，并输入相应的文本框；点击“生成签名并检验”按钮，检验签名输入是否正确并自动生成消息摘要前8位的签名值并显示，如图1.1.77所示。
图1.1.77
（5）点击“验证”按钮，对输入的签名值进行验证，并给出相应的提示，如图1.1.78所示。
图1.1.78
（三）扩展实验
（1）点击“扩展实验”框中的“RSA扩展实验”按钮，进入RSA扩展实验窗体。
（2）生成大素数p和q。
①使用实验系统所提供的大素数，并点击素数文本框的右边的素性测试按钮，确保p，q均为素数，如图1.1.79所示。
图1.1.79
②输入2个大素数，并分别测试其素性，如图1.1.710所示。
图1.1.710
③点击“生成p，q”按钮，进入大素数生成界面；输入要生成的素数（十进制）位数范围，点击“随机生成”，即可得到2个满足要求的大素数；如图1.1.711所示。
图1.1.711
（3）计算n=pq。
在正确设置了大素数p和q之后（也进行了素性测试），点击该文本框右边的“计算”即可，如图1.1.712所示。
图1.1.712
（4）计算
。
在正确设置了n之后，点击该文本框右边的“计算”即可，如图1.1.713所示。
图1.1.713
（5）生成密钥。
点击“选取公钥”按钮，即可生成RSA密码算法的公钥和私钥，如图1.1.714所示。
图1.1.714
（6）在主窗口中，点击“加密”，即进入RSA加密窗口；在明文文本框中输入一个小于n的（十进制）正整数，点击“加密”，即得到相应的密文；如图1.1.715所示。
图1.1.715
（7）在主窗口中，点击“解密”，即进入RSA解密窗口；在密文文本框中输入一个小于n的（十进制）正整数，点击“解密”，即得到相应的明文；如图1.1.716所示。
图1.1.716
（四）算法跟踪
点击“算法跟踪”框下的“RSA密钥生成”/“RSA加密”按钮，进入调试器，选择对应的算法函数对RSA密钥生成算法/RSA加密算法进行算法跟踪；跟踪完成后会自动返回实验界面显示计算结果；切换回调试器，停止调试，关闭调试器，不保存工程。
具体步骤可参照古典密码实验中实验步骤二。
二、ElGamal
（一）加解密计算
（1）选择“ElGamal”标签，进入ElGamal实验界面。
（2）选择明文形式，输入明文信息。
（3）参数生成
点击“生成g和P”按钮，生成ElGamal参数p和g，如图1.1.717所示。
图1.1.717
（4）密钥生成
点击“生成密钥”按钮，生成密钥Y和X，如图1.1.718所示。
图1.1.718
（5）加密
点击“加密”按钮，使用公开密钥Y对明文加密，密文以十六进制形式显示在密文文本框中，如图1.1.719所示。
图1.1.719
（6）解密
清除明文文本框中的内容，点击“解密”按钮对密文进行解密，明文默认以十六进制形式显示在明文文本框中，如图1.1.720所示；可选择以文本形式查看明文。
图1.1.720
（二）扩展实验
（1）在扩展实验中点击“ELGAMAL扩展实验”按钮，进入ELGAMAL扩展实验窗体。
（2）在主窗口中，在文本框“群阶q”中输入一个大素数（此处不超过10位十进制），在文本框“生成元g”中输入一个小于q的正整数，并点击“生成元测试”按钮，如图1.1.721所示。
图1.1.721
（3）生成ELGAMAL密码的公钥密码和私钥密码。
在文本框“私钥x”中输入一个正整数，作为私钥密码，点击“确定”按钮，得到ELGAMAL密码的公钥密码和私钥密码，如图1.1.722所示。
图1.1.722
（4）在主窗口中，点击“加密”，即进入ELGAMAL密码的加密窗口；首先在随机数k文本框中输入一个q的正整数，并点击其右边的“确定”按钮；然后在明文M文本框中输入一个小于q的（十进制）正整数，点击“加密”，即得到相应的密文；如图1.1.723所示。
图1.1.723
（5）在主窗口中，点击“解密”，即进入ELGAMAL解密窗口；系统自动将加密窗口中的密文填入了解密窗口中的相应文本框中，点击“解密”按钮，即得到解密后的明文；如图1.1.724所示。
图1.1.724
（三）算法跟踪
点击“算法跟踪”框下的“ElGamal参数生成”/“ElGamal密钥生成”/“ElGamal加密”按钮，进入调试器，选择对应的算法函数对ElGamal参数生成过程、ElGamal密钥生成算法和ElGamal加密算法进行算法跟踪；跟踪完成后会自动返回实验界面显示计算结果；切换回调试器，停止调试，关闭调试器，不保存工程。
具体步骤可参照古典密码实验中实验步骤二。
三、ECC
（一）扩展实验
（1）在扩展实验中点击“ECC扩展实验”按钮，进入ECC扩展实验窗体。
（2）确定合适的椭圆曲线，获取该曲线的基础解点集。
首先，在主窗口的椭圆曲线组合框内的相应文本框中，输入素数p，以及椭圆曲线的2个系数a和b；然后，点击“测试曲线”，得到该椭圆曲线的基础解点集，如图1.1.725所示。
图1.1.725
（3）确定生成元G。
可以用椭圆曲线的序号，也可以用解点的坐标值来确定生成元G（具体值可以参考椭圆曲线中的基础解点集列表框）。
在相应的文本框中输入一个合法的序号值，或者输入一个解点的坐标值；然后，点击“生成元测试”按钮，得到ECC密码的阿贝尔群，如图1.1.726所示。
图1.1.726
（4）生成ECC的公钥和私钥。
在文本框私钥中输入一个小于生成元阶数的正整数，然后点击“确定”按钮，计算数ECC密码的私钥，如图1.1.727所示。
图1.1.727
（5）在主窗口中，点击“加密”，即进入ECC密码的加密窗口；首先在随机数k文本框中输入一个n的正整数；然后在明文M文本框中输入一个小于n的正整数，点击“加密”，即得到相应的密文；如图1.1.728所示。
图1.1.728
（6）点击“发送密文”激活解密动作。
（7）在主窗口中，点击“解密”，即进入ECC解密窗口；系统自动将加密窗口中的密文填入了解密窗口中的相应文本框中，点击“解密”按钮，即得到解密后的明文；如图1.1.729所示。
图1.1.729
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