信息安全系统实验报告材料.docx
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信息安全系统实验报告材料
院系：
计算机科学学院
专业：
计算机科学与技术
年级：
2008级
课程名称：
信息安全
学号：
姓名：
指导教师：
2011年11月2日
年级
08级
班号
08班
学号
专业
计算机科学与技术
姓名
实验名称
Engima密码算法
实验
类型
设计型
综合型
创新型
√
实
验
目
的
或
要
求
实验目的：
通过使用Engima密码模拟器，加深对古典密码体制的了解，为深入学习现代密码学奠定基础。
实验要求：
（1）理解Engima密码的原理，在此基础上掌握Engima密码模拟器的使用方法。
（2）可以使用Engima密码模拟器进行加密和解密。
实
验
原
理
（
算
法
流
程
）
1、Enigma看起来就像是一个盒子一样, 其主要的三个部件为:
键盘, 转子, 显示器 . 反射器。
2、Enigma密码机属于轮转机的一种, 它采用的也是多表替换的思想, 而且是一个长周期的多表替换密码机. 在此系列（六）中直接拿Enigma出来讲是因为Enigma比较具有代表性（当然也是最有名气的, Enigma出自二战时期的德国军方）. 其他的一些轮转机有美国的Sigaba, 日本的Red和Purple等, 都是二战时期的产物.Enigma密码机说白了就是几个机械零件组合而成的. 对于轮转机而言, 它有一个键盘和一系列的转轮, 键盘用来输入明文字符串, 每个转轮是字母的任意组合, 有26个接线端, 用来完成一种简单的替换, 同时每个转轮的输出端连接到其下一个相邻转轮的输入端. 当输入一个明文字符时, 相应的信号从第一个轮转的输入端进入, 依次经过各个相邻的转轮,当每经过一个转轮的时候, 该转轮会转动一个位置, 当该转轮装动了一个周期之后, 其下一个转轮会转动一个位置, 这样一直到达最后一个转轮, 然后反射回来, 即可得到密文。
二、实验步骤
1、使用消息的发送者利用Engima模拟器进行下列操作：
明文：
INFORMATIONSECURITY
模拟器参数设置：
UKW:
B
Walzen:
IIIV
Ringstellung:
F-06V-22N-14
Stecker:
BGCDERFVHNIUJKLMOPTY
如图所示：
生成：
在转子的起始位置：
XWB，生成INFORMATIONSECURITY的密文。
如图所示：
然后把转子的起始位置设为ABC，求出XWB的密文；
如图所示：
最后把模拟器参数设置，转子的起始位置ABC，XWB的密文，INFORMATIONSECURITY的密文发送给接收者。
2接收者收到信息后：
对XWB的密文，INFORMATIONSECURITY的密文进行解密。
如图所示：
实
验
结
果
分
析
及
心
得
体
会
三、实验结果分析
根据实验内容以及上述实验步骤得到结果。
通过参数设置可以将一个明文加密成一个密文，发送给接受者以后，接受者进行解密得到明文。
其中，参数的设置起到了关键性的作用。
四、心得体会
成
绩
评
定
教师签名：
年月日
年级
08级
班号
08班
学号
专业
计算机科学与技术
姓名
实验名称
基于RSA的数字签名实现
实验
类型
设计型
综合型
创新型
√
实
验
目
的
或
要
求
掌握RSA算法的基本原理，通过用RSA算法对实际数据进行加密和解密来深刻了解RSA的运行原理。
对数字签名有所了解，理解和掌握MD5算法，以及如何利用RSA和MD5算法来实现数字签名。
实
验
原
理
（
算
法
流
程
）
1、RSA算法
RSA算法是一种非对称密码算法，所谓非对称，就是指该算法需要一对密钥，使用其中一个加密，则需要用另一个才能解密。
RSA的算法涉及三个参数，n、e1、e2。
其中，n是两个大质数p、q的积，n的二进制表示时所占用的位数，就是所谓的密钥长度。
e1和e2是一对相关的值，e1可以任意取，但要求e1与（p-1）*（q-1）互质；再选择e2，要求（e2*e1）mod（（p-1）*（q-1））=1。
（n及e1）,（n及e2）就是密钥对。
RSA加解密的算法完全相同,设A为明文，B为密文，则：
A=B^e1modn；B=A^e2modn；
e1和e2可以互换使用，即：
A=B^e2modn；B=A^e1modn；
2、签名算法
签名算法包括三步:
消息摘要计算,RSA加密.
消息摘要计算.消息在签名前首先通过MD5计算,生成128位的消息摘要
digest.
对摘要作RSA计算.用加密算法,采用签名者的私钥加密消息摘要,得到加密后的字符串.加密算法中使用的加密块为01类型.
3、验证签名算法
验证签名算法包括两步:
RSA解密得签名者的消息摘要,验证者对原消息计算摘要,比较两个消息摘要.验证签名的过程输入为消息,签名者的公钥,签名;输出为验证的结果,即是否是正确的签名.
RSA解密.签名实际是加密的字符串.用3.5所述的解密算法,采用签名者的公钥对这个加密的字符串解密.解密的结果应为128位的消息摘要.在解密过程中,若出现得到的加密块的类型不是01,则解密失败.签名不正确.
消息摘要计算和比较.验证者对消息用MD5算法重新计算,得到验证者自己的消息摘要.验证者比较解密得到的消息摘要和自己的消息摘要,如果两者相同,则验证成功,可以确认消息的完整性及签名确实为签名者的;否则,验证失败。
实
验
结
果
分
析
及
心
得
体
会
新建一个密钥文件：
生成：
key1.pri和key1.pub
新建一个明文文件mingwen.txt并输入xtiqjy123456进行加密过程：
将密文解密的结果存入output.txt该文件中。
确定后打开output.txt得到解密后的内容为：
xtiqjy123456即为加密的内容。
编程实现MD5算法：
（源码附后）
1、新建要加密的文件input.txt输入xtiqjy，随机产生密码：
加密后生成：
input.txt.tdes文件。
2、选择第1步生成的文件，用同样的密码解密：
选择保存文件output.txt后：
生成output.txt文件，进行解密得到output.txt内容为：
xtiqjy
心得体会：
成
绩
评
定
教师签名：
年月日
源代码：
importjava.io.*;
publicclassRsa{
privateintp=0;
privateintq=0;
privatelongn=0;
privatelongm=0;
privatelongpublic_key=0;//公匙
privatelongprivate_key=0;//密匙
privatelongtext=0;//明文
privatelongsecretword=0;//密文
privatelongword=0;//解密后明文
//判断是否为素数
publicbooleanprimenumber（longt）
{
longk=0;k=（long）Math.sqrt（（double）t）;
booleanflag=true;
outer:
for（inti=2;i<=k;i++）
{
if（（t%i）==0）
{
flag=false;
breakouter;
}
}
returnflag;}
//输入PQ
publicvoidinputPQ（）throwsException{
do{
System.out.println（"请输入素数p:
"）;
BufferedReaderstdin=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
Stringbr=stdin.readLine（）;
this.p=Integer.parseInt（br）;
}while（!
primenumber（this.p））;
do{
System.out.println（"请输入素数q:
"）;
BufferedReaderstdin=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
Stringbr=stdin.readLine（）;this.q=Integer.parseInt（br）;
}while（!
primenumber（this.q））;
this.n=this.p*this.q;
this.m=（p-1）*（q-1）;
System.out.println（"这两个素数的乘积为p*q：
"+this.n）;
System.out.println（"所得的小于Ｎ并且与Ｎ互素的整数的个数为m=（p-1）（q-1）：
"+this.m）;
}
//求最大公约数
publiclonggcd（longa,longb）{
longgcd;
if（b==0）gcd=a;
elsegcd=gcd（b,a%b）;
System.out.println（"gcd:
"+gcd）;returngcd;
}
//输入公匙
publicvoidgetPublic_key（）throwsException
{
do
{
System.out.println（"请输入一个公钥的值，这个值要求小于m并且和m互质：
"）;
BufferedReaderstdin=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
Stringbr=stdin.readLine（）;
this.public_key=Long.parseLong（br）;
}while（（this.public_key>=this.m）||（this.gcd（this.m,this.public_key）!
=1））;
System.out.println（"公钥为：
"+this.public_key）;
}
//计算得到密匙
publicvoidgetPrivate_key（）
{
longvalue=1;
outer:
for（longi=1;;i++）
{
value=i*this.m+1;
System.out.println（"value:
"+value）;
if（（value%this.public_key==0）&&（value/this.public_key{
this.private_key=value/this.public_key;breakouter;
}
}
System.out.println（"产生的一个私钥为：
"+this.private_key）;
}
//输入明文
publicvoidgetText（）throwsException
{
System.out.println（"请输入明文：
"）;
BufferedReaderstdin=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
Stringbr=stdin.readLine（）;this.text=Long.parseLong（br）;
}//加密、解密计算
publiclongcolum（longy,longn,longkey）
{
longmul;
if（key==1）mul=y%n;
elsemul=y*this.colum（y,n,key-1）%n;
returnmul;
}//加密后解密
publicvoidpascolum（）throwsException
{
this.getText（）;
System.out.println（"输入明文为:
"+this.text）;//加密
this.secretword=this.colum（this.text,this.n,this.public_key）;
System.out.println（"所得的密文为：
"+this.secretword）;//解密
this.word=this.colum（this.secretword,this.n,this.private_key）;
System.out.println（"解密后所得的明文为：
"+this.word）;
}
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsException
{
Rsat=newRsa（）;
t.inputPQ（）;
t.getPublic_key（）;
t.getPrivate_key（）;
t.pascolum（）}
}
年级
08级
班号
08班
学号
专业
计算机科学与技术
姓名
实验名称
基于B/S三层体系结构的用户身份验证系统
实验
类型
设计型
综合型
创新型
√
实
验
目
的
或
要
求
一、实验目的
基于B/S三层体系结构，实现用户身份验证。
能够熟练应用加密解密算法，基本掌握身份验证的整个流程。
实
验
原
理
（
算
法
流
程
）
本实验使用JSP+APPLET+JAVABEAN技术：
1、程序逻辑结构：
客户端通过浏览器下载APPLET和加密解密算法jar包，把密码加密成密文后发往服务器。
服务器接收到后调用JAVABEAN组件的方式解密密文，得到密码，连接数据库，查询数据库，对登陆信息中用户名和密码验证。
2、JavaBean组件
JavaBean就是一个Java类，也就意味着，JAVA的一切特性，此JavaBean没有图形显示代码，只是完成基本业务逻辑，JavaBean可以使用JAVA的封装、继承、多态，使用JavaBean封装许多重复调用的代码，使用JavaBean可以达到显示与业务的分离，显示使用JSP，业务使用JavaBean
3、Applet组件
Applet或Java小应用程序是一种在Web环境下，运行于客户端的Java程序组件。
它也是上世纪90年代中期，Java在诞生后得以一炮走红的功臣之一。
通常，每个Applet的功能都比较单一（例如仅用于显示一个舞动的Logo），因此它被称作“小应用程序”。
组
内
分
工
无
实
验
结
果
分
析
及
心
得
体
会
登陆页面：
验证：
（数据库服务器采用SQLserver2005）
登录成功：
登录失败：
心得体会：
成
绩
评
定
教师签名：
年月日
源代码：
<%@pagelanguage="java"contentType="text/html;charset=UTF-8"pageEncoding="UTF-8"%>
DOCTYPEhtmlPUBLIC"-//W3C//DTDHTML4.01Transitional//EN""http:
//www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
用户登录
functioncheckInsert（）{
varname=document.getElementById（"username"）.value;
varpwd=document.getElementById（"userpwd"）.value;
if（name==null||name==""）{
alert（"请输入您的账号！
"）;
document.getElementById（"username"）.focus（）;
returnfalse;
}
if（pwd==null||pwd==""）{
alert（"请输入您的密码！
"）;
document.getElementById（"userpwd"）.focus（）;
returnfalse;
}
base64encode（pwd）;
enterform.submit（）;
returntrue;
}
//64加密
functionbase64encode（str）{
varout,i,len;
varc1,c2,c3;
len=str.length;
i=0;
out="";
while（ic1=str.charCodeAt（i++）&0xff;
if（i==len）
{
out+=base64EncodeChars.charAt（c1>>2）;
out+=base64EncodeChars.charAt（（c1&0x3）<<4）;
out+="==";
break;
}
c2=str.charCodeAt（i++）;
if（i==len）
{
out+=base64EncodeChars.charAt（c1>>2）;
out+=base64EncodeChars.charAt（（（c1&0x3）<<4）|（（c2&0xF0）>>4））;
out+=base64EncodeChars.charAt（（c2&0xF）<<2）;
out+="=";
break;
}
c3=str.charCodeAt（i++）;
out+=base64EncodeChars.charAt（c1>>2）;
out+=base64EncodeChars.charAt（（（c1&0x3）<<4）|（（c2&0xF0）>>4））;
out+=base64EncodeChars.charAt（（（c2&0xF）<<2）|（（c3&0xC0）>>6））;
out+=base64EncodeChars.charAt（c3&0x3F）;
}
returnout;
}
//64解密
functionbase64decode（str）{
varc1,c2,c3,c4;
vari,len,out;
len=str.length;
i=0;
out="";
while（i/*c1*/
do{
c1=base64DecodeChars[str.charCodeAt（i++）&0xff];
}while（iif（c1==-1）
break;
/*c2*/
do{
c2=base64DecodeChars[str.charCodeAt（i++）&0xff];
}while（iif（c2==-1）
break;
out+=String.fromCharCode（（c1<<2）|（（c2&0x30）>>4））;
/*c3*/
do{
c3=str.charCodeAt（i++）&0xff;
if（c3==61）
returnout;
c3=base64DecodeChars[c3];
}while（iif（c3==-1）
break;
out+=String.fromCharCode（（（c2&0XF）<<4）|（（c3&0x3C）>>2））;
/*c4*/
do{
c4=str.charCodeAt（i++）&0xff;
if（c4==61）
returnout;
c4=base64DecodeChars[c4];
}while（iif（c4==-1）
break;
out+=String.fromCharCode（（（c3&0x03）<<6）|c4）;
}
returnout;
}
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