密码学实验Word文件下载.docx

1、64）单击“导入”按钮，进入同组主机 WorkE ncryptio nCaesar目录（ 同组主机IPWorkE ncryptio nCaesar ）,打开 Caesar 密文.txt。（5） 调节密钥k的微调按钮或对照表的移位按钮，将 k设为同组主机加密时的密钥 k值，这时解密已经成功。请将明文写出：（6）将解密后的明文与同组主机记录的明文比较，请对比明文是否相同。（1） 本机进入“密码工具”丨“加密解密”丨“ Caesar密码”，在明文输入区输入明文（要求明文有一定的意义以便让同组主机分析） 。I am a stident 。（2） 调节密钥k的微调按钮或者对照表的移位按钮，选择合适的密钥

2、 k值完成Caesar加密，单击“导出”按钮，将密文默认导出到 Caesar共享文件夹中。（3） 通告同组主机（不要通告密钥值 k）密文已经放在共享文件夹中，让同组主机获 取密文。（4） 单击“导入”按钮将同组主机 Caesar密文导入。（5） 调节密钥k的微调按钮或者对照表的移位按钮来调节密钥， 从而进行密码分析（平 均13次，最坏26次破解）。请将破解出的明文和密钥记录在这里：密钥k= _6_。明文 I am a stident。（6）将破解后的密钥和明文与同组主机记录的密钥和明文比较。如果不同请调节密钥k继续破解。（1） 单击“密码工具”按钮，进入“加密解密”丨“单表置换”丨“加密 /解

3、密”视图，与同组主机协商好一个密钥词组 k= i am a stude nt .（2）根据“单表置换”实验原理计算出置换表。（3）计算完成置换表以后，在明文输入区输入明文，单击“加密”按钮用置换表的对应关系对明文进行加密，加密完成后，单击“导出”按钮，将密文导出到 Sin gleTable共享目录中，并通告同组主机获取密文。 data security has evolved rapidly 。（4）单击“导入”按钮将同组主机单表置换密文导入，根据同组主机置换表完成本机 置换表，单击“解密”按钮对密文进行解密。（5）本机将解密后的明文与同组主机记录的明文对照，如果双方的明文一致，则说明实验成功

4、，否则说明本机或同组主机的置换表计算错误。密钥词蛆：卜妙 Z.nt 摘i |厉若畳换表data secur ity has evolve d rapi dly （1）图5-2-1是由统计学得出的英文字母相对频率表。由图5-2-1可以看出，英文字母 E出现的频率最高，而 J和Z出现的频率最低，这样， 就可以通过英文字母出现的频率大致上判定单表置换密码的置换表，从而得到明文。（2）本机进入“密码工具”丨“加密解密”丨“单表置换”丨“密码分析”页面，单击“导入”按钮，将密文“单表置换密码分析密文 .txt ”导入，单击“统计”按钮，统计密文中每个字母出现的频率，回答下列问题：在密文中出现频率最高的字

5、母是 A与上表比较，它可能是由字母 E 置换的。（3）置换表组框中点击“解密”按钮，这时将得到一个明文。然而此时的明文并不是最终要得到的，可以通过明文的特征和各个字母的比例来调节置换表中的对应关系， 从而得到正确的明文。例如，明文第一段和置换表如图 5-2-2所示。Iir dtuTil rlfort r yw iinih htri hi tvi lid ttkfn 1 a 114 pnhvinir So* did* r tlr nf rot none* dta , did* r miso oi vtpi m fiyici qi rirroJb nl for $ 號 pnjrcd gi ro t

6、.bti.Ml最a b c d e f h i j k 1 b n p r i 1 u v v i y图 5-2-2根据明文我们可猜测图中画线的单词“ soe dlda r”应该为“she did n t”。首先在置换表中找到明文小写字母 o对应的密文大写字母 E，然后改变置换表，使猜测的h对应E,依此类推则i对应F, n对应M , t对应T,变换后的置换表如图 5-2-3所示。fif莎T卩冋門尸r f FLEir rrrrrrrr图 5-2-3Tbt Hl dr口TsielC h*l crTih*t rndl pekftliaf belsecr li fktcu di血气 fit yw J*

7、1 *1 rlrid ttF in md puvtlt h.l . Sh* 4i t *r I rauIhin.f Lkt ftktct utd * 山血气rd xa vrp* a （lh ha ul9646（1） 本机进入“密码工具”丨“加密解密”丨“ AES加密算法”丨“加密/解密”页签，（2） 在密钥窗口输入 16 （128位）个字符的密钥 k,要记住这个密钥以用于解密，密钥k= ilikechinesebest。单击“加密”按钮，将密文导出到AES文件夹 （ ）中，通告同组主机获取密文，并将密钥 k告诉同组主机。12E位誉钥：iliktchifttSibsst 力口 症 解 窗明文i

8、am 知 student you are a pig 2J6264JM586B8C248A04*DE38F8D892BL2raDFF6CFF24935Ffi6AB9800T7COD导入 导出（3） 单击“导入”按钮，从同组主机的 AES共享文件夹中将密文导入，然后在密钥窗口输入被同组主机通告的密钥 k,点击“解密”按钮进行 AES解密。4. AES算法进入“密码工具”丨“加密解密”丨“ AES加密算法”丨“演示”页签。输入 128位明文与密钥，执行加密操作，查看各演示模块。明丈| ili ke chi nes 皂 bestfghi j klmiiLop初始变换g轮送代密钥扩展悽后变換1 前位密

9、文（16进制）|&1 D6B79B41351EDD8279F81138CEA162根据实验原理中对 AES加密算法的SubBytes变换和ShiftRows变换的介绍，对于以下 给出的状态矩阵：rl21511ITIFDEOAIDOF07D4-025344-请计算它的SubBytes变换，以及经过 SubBytes变换之后，再经过 果。ShiftRows变换的结C95982FDCOAB5776C505EDIBFO67A4F277对称密钥加密机制即对称密码体系，也称为单钥密码体系和传统密码体系。对称密码体系通常分为两大类，一类是分组密码（如 DES、AES算法）,另一类是序列密码（如RC4算法）。

10、实验三公钥密码实验1了解非对称加密机制2理解RSA算法的加密原理3理解ELGamal算法的加密原理1.RSA生成公私钥及加密解密过程演示2.RSA加密解密3.ELGamal生成公钥及加密解密过程演示4.ELGamal加密解密（1） 本机进入“密码工具”丨“加密解密”丨“ RSA加密算法”丨“公私钥”页签， 在生成公私钥区输入素数 p和素数q，这里要求p和q不能相等（因为很容易开平方求出p与q的值）并且p与q的乘积也不能小于127（因为小于127不能包括所有的 ASCII 码，导致加密失败），你选用的素数p与q分别是：p= 53 ; q= 67 。（2） 单击“随机选取正整数 e”下拉按钮，随机

11、选取 e, e= 1099 。（3）单击“生成公私钥”按钮生成公私钥，记录下公钥（1099,3551）,私钥 （1627,3551）。（4） 在公私钥生成演示区中输入素数 p= _53_和素数q= 67 ，还有正整数e= 1099。单击“开始演示”按钮查看结果，填写表 3-1-1。表3-1-1公私钥生成演示结果私钥d1627私钥n3551公钥e1099公钥n（5）在加/解密演示区中输入明文 m= 2255，公钥n= 3551 （ m c = i mod n 40（mod 融 1）=宪文c: 105公炼：|1利用生成的私钥d，对生成的密文进行解密：47秋钥n： 2Z1i= m = cd mod

12、n |105（nod 隧L）=明文:粘钥山|4RSA加密解密（1） 本机在生成公私钥区输入素数 p和素数q,这里要求p和q不能相等，并且p与q 的乘积也不能小于 127，记录你输入的素数，p= 23 ，q= 19。（2） 点击“随机选取正整数 e:”下拉按钮，选择正整数 e, e= 149 。（3） 点击“生成公私钥”按钮生成公私钥，记录下公钥 e= 149 ， n= 437 ;私钥d= 101 ， n= 437。将自己的公钥通告给同组主机。（4） 本机进入“加密/解密”页签，在“公钥 e部分”和“公钥n部分”输入同组主机 的公钥，在明文输入区输入明文： 112233445566 。单击“加密

13、”按钮对明文进行加密，单击“导出”按钮将密文导出到 RSA共享文件夹（ ）中，通告同组主机获取密文292,292,255,255,337,337,219,219,249,249,289,289。（5） 进入“加密/解密”页签，单击“导入”按钮，从同组主机的 RSA共享文件夹中将密文导入，点击“解密 ”按钮，切换到解密模式，在“私钥 d部分”和“私钥n部分”输入自己的私钥，再次点击“解密”按钮进行 RSA解密。（6） 将破解后的明文与同组主机记录的明文比较。ELGamal生成公钥及加密解密过程演示（1） 本机进入“密码工具”丨“加密解密”丨“ ELGamal加密算法”丨“公钥”页签，输入素数p，

14、这里要求p不能小于127,记录你输入的素数 p= 163。单击“本原元素g”下拉按钮，选择本原元素 g= 159。输入私钥X，X在区间0, p）上，记录下私钥用于解密， x= 155_。点击“生成公钥”按钮生成公钥，记录下公钥 y 130。（2） 在公钥生成演示区中输入素数 p= ，本原元素g=59，私钥x=全5_。单击“开始演示”按钮查看 ELGamal算法生成公钥过程，记录下公钥 v= 130。（3） 在加密演示区中输入明文 m= ，素数p= ，本原元素g= 159，公钥 y ，和随机数x= 155。单击“开始演示”按钮，查看 ELGamal加密过程，记录密文 6= 130，C2= 101

15、。（4） 在解密演示区中输入刚刚得到的密文 C1和C2,输入素数p=盘3-，私钥x= d55_。单击“开始演示”按钮，查看 ELGamal解密过程，记录得到的明文 m= 111 。根据实验原理中对 ELGamal加密算法的介绍，当素数 P=311，本原元素g=136，私钥X=3时，写出ElGamal公钥的生成过程：素数p； 3H3 厂本原元耒即|136y = gx od p = |136mod |3Hi= =可私钥富3利用生成的公钥，写出对明文 m=40,随机数x=2的加密过程: _mod p - （mod 何 ）=怦。$ = （kxmjjnod p = （ X ）mod 网 =R利用私钥X=

16、3,对生成的密文进行解密，请写出解密过程:=pea乂 4 ）modpil 明文砧阿k = （Ci）x mod p = |l4Tm - Ot-Ixc!）mod p - （|10四.ELGamal加密解密输入私钥X , X在区间0, p）上，记录下私钥用于解密，私钥 X= 6_。单击“生成公钥”按钮生成公钥，记录下公钥 丫=红。（2）进入“加密”页面，将同组主机的系统素数、本原元素和公钥输入，再选择一个随机数x输入（0 xp ）。 112233445566。加密后将密文导出到 ELGamal共享文件夹（ ）中，通告同组主机获取密文。c1: 10.c2: 81,81,76,76,71,71,66,6

17、6,61,61,56,56（3） 本机进入“解密”页签，单击“导入”按钮，从同组主机的 ELGamal共享文件夹 中将密文导入，输入自己的“系统素数P”和“私钥X”，点击“解密”按钮进行ELGamal 解密。所谓非对称密钥加密是指每个实体都有自己的公钥和私钥两个密钥， 用其中的一个密钥对明文进行加密，都只能用另一个密钥才能解开，并且从其中的一个 密钥推导出另一个密钥在计算上都是困难的。 非对称密码算法解决了对称密码体制中密钥管理的难题，并提供了对信息发送人的身份进行验证的手段， 是现代密码学最重要的发明。实验四Hash函数实验1理解Hash函数的计算原理和特点2理解MD5算法原理3理解SHA1

18、函数的计算原理和特点4理解SHA1算法原理1.MD5生成文件摘要2.MD5算法3.SHA1生成文件摘要4.SHA1算法 首先使用“快照 X ”恢复Windows系统环境。（1） 本机进入“密码工具”丨“加密解密”丨“ MD5哈希函数”丨“生成摘要”页签，在明文框中编辑文本内容： i am a student 。单击“生成摘要”按钮，生成文本摘要： 3C8A430925A238D7EE931D9A05821E3AD6F8592A 。单击“导出”按钮，将摘要导出到 MD5共享文件夹（ ）中，并通告同组主机获取摘要。（2） 单击“导入摘要”按钮，从同组主机的 MD5共享文件夹中将摘要导入。在文本框中

19、输入同组主机编辑过的文本内容， 单击“生成摘要”按钮，将新生成的摘要与导入的摘要进行比较，验证相同文本会产生相同的摘要。（3）对同组主机编辑过的文本内容做很小的改动，再次生成摘要，与导入的摘要进行 对比，验证 MD5算法的抗修改性。本机进入“密码工具”丨“加密解密”丨“ MD5哈希函数”丨“演示”页签，在明文输入区输入文本（文本不能超过 48个字符），单击“开始演示”，查看各模块数据及算法流程。根据实验原理中对 MD5算法的介绍，如果链接变量的值分别为（其中，M1=31323334 ）:A: 2B480E7CB: DAEAB5EFC: 2E87BDD9D: 91D9BEE8请写出第2轮第1步的

20、运算过程以及经过运算后的链接变量。（1） 本机进入“密码工具”丨“加密解密”丨“ SHA1哈希函数”丨“生成摘要”页面，在明文框中编辑文本内容： 。单击“导出”按钮，将摘要导出到 SHA1共享文件夹（ ）中，（2） 单击“导入”按钮，从同组主机的 SHA1共享文件夹中将摘要导入。（3）对同组主机编辑过的文本内容做很小的改动，再次生成摘要，与导入的摘要进行 对比，验证SHA1算法的抗修改性。本机进入“密码工具”丨“加密解密”丨“ SHA1哈希函数”丨“演示”页签，在明文输根据实验原理中对 SHA1算法的介绍，如果链接变量的值分别为（其中， M1=E7CBEB94 ）: 39669B34 61E7F48C C04BD57B 8279FF1EE: 4E85FC91请写出第21步的运算过程以及经过运算后的链接变量。信息安全的核心技术是应用密码技术。密码技术的应用远不止局限于提供机 密性服务，密码技