密码学实验报告总结.docx

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密码学实验报告总结

密码学实验报告

（本文档为Word版本，下载后可自由编辑）

项目名称：

×××××××××

项目负责人：

×××

联系电话：

×××××

编制日期：

×××××

密码学实验报告

实验目的：

掌握Caesar密码加密解密原理，并利用VC++编程实现。

实验内容：

Caesar密码的加密原理是对明文加上一个密钥（偏移值）而得到密文。

假设密钥为3，那么字母“a”对应的ASCII码为97，加上3得100正好是字母“d”的ASCII码值，

实验说明:

加密实现的两种方式，只限定英文字母（区分大小写），加密时，根据明文字符是小（大）写字母，采用加密运算：

密文字符=“a”或“A”+（明文字符-“a”或“A”+password%26+26）%26

如果输入其他字符，则直接原样输出，不作处理

可以是任意字符

加密时，我们不做任何区分，直接利用Caesar密码算法

密文字符=明文字符+password解密反之。

实验结果：

voidCCaesarDlg:

:

OnButton1（）//加密按钮

{

UpdateData（TRUE）;//从界面上的输入的值传入成员变量

m_crypt=m_plaintxt;//密文进行初始化，它与明文的长度是相同的

for（inti=0;i

{

if（m_plaintxt.GetAt（i）>=48&&m_plaintxt.GetAt（i）<=57）//如果输入的字符是数字

{

m_crypt.SetAt（i,'0'+（m_plaintxt.GetAt（i）-'0'+m_password%10+10）%10）;//密文一个一个输进去利用setat,输到密文结果是'0'+（m_plaintxt.GetAt（i）-'0'+m_password%10+10）%10）计算的结果

UpdateData（FALSE）;//成员变量的值计算好之后传给界面

}

else

if（m_plaintxt.GetAt（i）>=65&&m_plaintxt.GetAt（i）<=90）//如果输入的是大写字符

{

m_crypt.SetAt（i,'A'+（m_plaintxt.GetAt（i）-'A'+m_password%26+26）%26）;//输出密文

UpdateData（FALSE）;//成员变量更新后的值传给界面

}

else

if（m_plaintxt.GetAt（i）<=122&&m_plaintxt.GetAt（i）>=97）//如果输入的字符是小写字母

{

m_crypt.SetAt（i,'a'+（m_plaintxt.GetAt（i）-'a'+m_password%26+26）%26）;//密文输出

UpdateData（FALSE）;

}

else

{

m_crypt.SetAt（i,m_plaintxt.GetAt（i））;//其他的字符按照原样输出

UpdateData（FALSE）;

}

}

}

voidCCaesarDlg:

:

OnButton2（）//解密按钮

{

UpdateData（TRUE）;

m_decrypt=m_crypt;//明文解进行初始化，等于密文的长度

for（inti=0;i

{

if（m_plaintxt.GetAt（i）>=48&&m_plaintxt.GetAt（i）<=57）//如果输入的是数字

{

m_decrypt.SetAt（i,'0'+（m_crypt.GetAt（i）-'0'-m_password%10+10）%10）;//输出明文解setat（i）一个一个将解密的结果输入到明文解中

UpdateData（FALSE）;

}

else

if（m_plaintxt.GetAt（i）>=65&&m_plaintxt.GetAt（i）<=90）

{

m_decrypt.SetAt（i,'A'+（m_crypt.GetAt（i）-'A'-m_password%26+26）%26）;

UpdateData（FALSE）;

}

else

if（m_plaintxt.GetAt（i）<=122&&m_plaintxt.GetAt（i）>=97）

{

m_decrypt.SetAt（i,'a'+（m_crypt.GetAt（i）-'a'-m_password%26+26）%26）;

UpdateData（FALSE）;

}

else

{

m_decrypt.SetAt（i,m_crypt.GetAt（i））;//其他字符原样输出

UpdateData（FALSE）;

}

}

}

分析：

1、如果代码写为if//大写if//小写if//数字Else//（符号）

那么大写字母经过加密（秘钥>26时），执行第一个if后，程序会不会执行第二第三个if，但是会执行else，所以大写字母经过加密，会变成符号。

因此应将代码改为IfelseIfelseIfelse。

2、UpdateData（FALSE）;只要放在代码最后就可以，所有成员变量的值更新之后传到界面。

不用每判断一次就将数据传到界面。

3、注意初始化密文和明文解，这样程序才能运行。

实验二DES

实验目的：

掌握DES密码加密解密原理，并利用vc++编程实现。

实验内容：

利用DES加密算法，实现

实验内容:

加密实现的hithisischapter字串的加密，并同时解密。

实验说明：

基本原理：

其入口参数有三个:

key、data、mode。

key为加密解密使用的密钥，data为加密des算法结构des算法结构解密的数据，mode为其工作模式。

当模式为加密模式时，明文按照64位进行分组，形成明文组，key用于对数据加密，当模式为解密模式时，key用于对数据解密。

实际运用中，密钥只用到了64位中的56位，这样才具有高的安全性。

置换规则：

功能是把输入的64位数据块按位重新组合，并把输出分为L0、R0两部分，每部分各长32位，其置换规则见下表:

58,50,42,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,

62,54,46,38,30,22,14,6,64,56,48,40,32,24,16,8,

57,49,41,33,25,17,9,1,59,51,43,35,27,19,11,3,

61,53,45,37,29,21,13,5,63,55,47,39,31,23,15,7,

即将输入的第58位换到第一位，第50位换到第2位，...，依此类推，最后一位是原来的第7位。

L0、R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位，R0是右32位，例:

设置换前的输入值为D1D2D3......D64，则经过初始置换后的结果为:

L0=D58D50...D8;R0=D57D49...D7。

经过16次迭代运算后。

得到L16、R16，将此作为输入，进行逆置换，即得到密文输出。

逆置换正好是初始置换的逆运算。

例如，第1位经过初始置换后，处于第40位，而通过逆置换，又将第40位换回到第1位，其逆置换规则如下表所示:

40,8,48,16,56,24,64,32,39,7,47,15,55,23,63,31,

38,6,46,14,54,22,62,30,37,5,45,13,53,21,61,29,

36,4,44,12,52,20,60,28,35,3,43,11,51,19,59,27,

34,2,42,10,50,18,5826,33,1,41,9,49,17,57,25,

放大换位表

32,1,2,3,4,5,4,5,6,7,8,9,8,9,10,11,

12,13,12,13,14,15,16,17,16,17,18,19,20,21,20,21,

22,23,24,25,24,25,26,27,28,29,28,29,30,31,32,1,

单纯换位表（P盒置换表）折叠

16,7,20,21,29,12,28,17,1,15,23,26,5,18,31,10,

2,8,24,14,32,27,3,9,19,13,30,6,22,11,4,25,

功能表（S盒）

在f（Ri,Ki）算法描述图中，S1,S2...S8为选择函数，其功能是把48bit数据变为32bit数据。

下面给出选择函数Si（i=1,2......8）的功能表:

选择函数Si

S1:

14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,

0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,

4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,

15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13,

S2:

15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,

3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,

0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,

13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9,

S3:

10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,

13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,

13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,

1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12,

S4:

7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,

13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,

10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,

3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14,

S5:

2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,

14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,

4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,

11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3,

S6:

12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,

10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,

9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,

4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,

S7:

4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,

13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,

1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,

6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,

S8:

13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,

1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,

7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,

2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11,

在此以S1为例说明其功能，我们可以看到:

在S1中，共有4行数据，命名为0，1、2、3行;每行有16列，命名为0、1、2、3，......，14、15列。

现设输入为:

D=D1D2D3D4D5D6

令:

列=D2D3D4D5

行=D1D6

然后在S1表中查得对应的数，以4位二进制表示，此即为选择函数S1的输出。

下面给出子密钥Ki（48bit）的生成算法

子密钥的生成算法

从子密钥Ki的生成算法描述图中我们可以看到:

初始Key值为64位，但DES算法des算法

des算法规定，其中第8、16、......64位是奇偶校验位，不参与DES运算。

故Key实际可用位数便只有56位。

即:

经过缩小选择换位表1的变换后，Key的位数由64位变成了56位，此56位分为C0、D0两部分，各28位，然后分别进行第1次循环左移，得到C1、D1，将C1（28位）、D1（28位）合并得到56位，再经过缩小选择换位2，从而便得到了密钥K0（48位）。

依此类推，便可得到K1、K2、......、K15，不过需要注意的是，16次循环左移对应的左移位数要依据下述规则进行:

循环左移位数

1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1

以上介绍了DES算法的加密过程。

DES算法的解密过程是一样的，区别仅仅在于第一次迭代时用子密钥K15，第二次K14、......，最后一次用K0，算法本身并没有任何变化。

实验结果：

#include"stdafx.h"

#include"13113424_yf.h"

#include"13113424_yfDlg.h"

#include

#include

#ifdef_DEBUG

#definenewDEBUG_NEW

#undefTHIS_FILE

staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;

#endif

constcharIP_Table[64]=

{

58,50,42,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,//置换IP

62,54,46,38,30,22,14,6,64,56,48,40,32,24,16,8,

57,49,41,33,25,17,9,1,59,51,43,35,27,19,11,3,

61,53,45,37,29,21,13,5,63,55,47,39,31,23,15,7

};

constcharIPR_Table[64]=

{

40,8,48,16,56,24,64,32,39,7,47,15,55,23,63,31,//逆置换IP

38,6,46,14,54,22,62,30,37,5,45,13,53,21,61,29,

36,4,44,12,52,20,60,28,35,3,43,11,51,19,59,27,

34,2,42,10,50,18,58,26,33,1,41,9,49,17,57,25

};

staticcharE_Table[48]=

{//扩展E变换

32,1,2,3,4,5,4,5,6,7,8,9,

8,9,10,11,12,13,12,13,14,15,16,17,

16,17,18,19,20,21,20,21,22,23,24,25,

24,25,26,27,28,29,28,29,30,31,32,1

};

staticcharPC1_Table[56]=

{

57,49,41,33,25,17,9,1,58,50,42,34,26,18,//拣选变换PC-1

10,2,59,51,43,35,27,19,11,3,60,52,44,36,

63,55,47,39,31,23,15,7,62,54,46,38,30,22,

14,6,61,53,45,37,29,21,13,5,28,20,12,4

};

staticcharMove_Table[16]=

{//变换左移LS

1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1

};

staticcharPC2_Table[48]=

{

14,17,11,24,1,5,3,28,15,6,21,10,//拣选变换PC-2

23,19,12,4,26,8,16,7,27,20,13,2,

41,52,31,37,47,55,30,40,51,34,33,48,

44,49,39,56,34,53,46,42,50,36,29,32

};

staticcharS_Box[8][4][16]=

{//8个S-盒置换表

14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,

0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,

4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,

15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13,

15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,

3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,

0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,

13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9,

10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,

13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,

13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,

1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12,

7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,

13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,

10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,

3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14,

2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,

14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,

4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,

11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3,

12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,

10,15,4,2,7,12,0,5,6,1,13,14,0,11,3,8,

9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,

4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,

4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,

13,0,11,7,4,0,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,

1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,

6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,

13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,

1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,

7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,

2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11

};

staticcharP_Table[32]=

{//P-盒矩阵

16,7,20,21,29,12,28,17,1,15,23,26,5,18,31,10,

2,8,24,14,32,27,3,9,19,13,30,6,22,11,4,25

};

staticboolSubKey[16][48]={0};

voidBitsCopy（bool*DatOut,bool*DatIn,intLen）

{

inti=0;

for（i=0;i

{

DatOut[i]=DatIn[i];

}

}

voidByteToBit（bool*DatOut,char*DatIn,intNum）

{

inti=0;

for（i=0;i

{

DatOut[i]=（DatIn[i/8]>>（i%8））&0x01;

}

}

voidBitToByte（char*DatOut,bool*DatIn,intNum）

{

inti=0;

for（i=0;i<（Num/8）;i++）

{

DatOut[i]=0;

}

for（i=0;i

{

DatOut[i/8]|=DatIn[i]<<（i%8）;

}

}

//初始置换IP

voidTablePermute（bool*DatOut,bool*DatIn,constchar*Table,intNum）

{

inti=0;

staticboolTemp[256]={0};

for（i=0;i

{

Temp[i]=DatIn[Table[i]-1];//原来的数据按对应的表上的位置排列

}

BitsCopy（DatOut,Temp,Num）;//把缓存Temp的值输出

}

//子密钥的移位

voidLoopMove（bool*DatIn,intLen,intNum）//循环左移Len数据长度Num移动位数

{

staticboolTemp[256]={0};//缓存OK

BitsCopy（Temp,DatIn,Num）;//将数据最左边的Num位（被移出去的）存入Temp

BitsCopy（DatIn,DatIn+Num,Len-Num）;//将数据左边开始的第Num移入原来的空间

BitsCopy（DatIn+Len-Num,Temp,Num）;//将缓存中移出去的数据