密码学网络安全实验基本算法AES概论.docx

1、密码学网络安全实验基本算法AES概论淮海工学院计算机工程学院实验报告书课程名：网络安全技术 题 目： 常见的密码算法（、RSA、MD5） 班 级： 学 号 姓 名： 【实验目的】 理解对称加密算法的原理和特点了解非对称加密机制 理解DES、AES算法的加密原理理解RSA算法的加密原理【实验人数】每组1人【系统环境】Windows【网络环境】交换网络结构【实验工具】VC+6.0密码工具【实验步骤】一、DES算法1DES加密解密（1）本机进入“密码工具”“加密解密”“DES加密算法”“加密/解密”页签，在明文输入区输入明文：hello,world（2）在密钥窗口输入8（64位）个字符的密钥k，密钥

2、k=19940725 。单击“加密”按钮，将密文导出到DES文件夹（D:WorkEncryptionDES）中，通告同组主机获取密文，并将密钥k告诉同组主机。（3）单击“导入”按钮，从同组主机的的DES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DES解密。（4）将破解后的明文与同组主机记录的明文比较。2DES算法 本机进入“密码工具”“加密解密”“DES加密算法”“演示”页签,向64位明文中输入8个字符（8*8bit=64），向64位密钥中输入8个字符（8*8bit=64）。点击“加密”按钮。完成加密操作，分别点击“初始置换”、“密钥生成演示”、“十

3、六轮加密变换”和“终结置换”按钮，查看初始置换、密钥生成演示、十六轮加密变换和终结置换的详细加密操作流程。二、AES1AES加密解密（1）本机进入“密码工具”“加密解密”“AES加密算法”“加密/解密”页签，在明文输入区输入明文：hello,world（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=lijinyi123456789。单击“加密”按钮，将密文导出到AES文件夹（D:WorkEncryptionAES）中，通告同组主机获取密文，并将密钥k告诉同组主机。（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

4、通告的密钥k，点击“解密”按钮进行AES解密。（4）将破解后的明文与同组主机记录的明文比较。2AES算法 进入“密码工具”“加密解密”“AES加密算法”“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。三、MD51MD5生成文件摘要 （1）本机进入“密码工具”“加密解密”“MD5哈希函数”“生成摘要”页签，在明文框中编辑文本内容：hello,world!123456789 。 单击“生成摘要”按钮，生成文本摘要： 。单击“导出”按钮，将摘要导出到MD5共享文件夹（D:WorkEncryptionMD5）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MD

5、5共享文件夹中将摘要导入。在文本框中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。二MD5算法 本机进入“密码工具”“加密解密”“MD5哈希函数”“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: 2B480E7C B: DAEAB5EF C: 2E87BDD9

6、D: 91D9BEE8 请写出第2轮第1步的运算过程以及经过运算后的链接变量。四、RSA1RSA生成公私钥及加密解密过程演示（1）本机进入“密码工具”“加密解密”“RSA加密算法”“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= 157 ；q= 239 。 （2）单击“随机选取正整数e”下拉按钮，随机选取e，e= 10001 。（3）单击“生成公私钥”按钮生成公私钥，记录下公钥 (10001,37523) ，私钥 (

7、20849，37523) 。 （4）在公私钥生成演示区中输入素数p= 157 和素数q= 239 ，还有正整数e=10001 。单击“开始演示”按钮查看结果，填写表3-1-1。（5）在加/解密演示区中输入明文m= 28600 ，公钥n=37523 （mn），公钥e= 10001 。单击“加密演示”按钮，查看RSA加密过程，然后记录得到的密文c= 22884 。（6）在密文c编辑框输入刚刚得到的密文，分别输入私钥n= 37523 ，私钥d= 20849 ，点击“解密演示”按钮，查看RSA解密过程，然后记录得到的明文m= 28600 。（7）比较解密后的明文与原来的明文是否一致。根据实验原理中对R

8、SA加密算法的介绍，当素数p=157，素数q=239，正整数e=10001时，写出RSA私钥的生成过程 当公钥e=143时，写出对明文m=40的加密过程（加密过程计算量比较大，请使用密码工具的RSA工具进行计算）： 。利用生成的私钥d，对生成的密文进行解密：过程如下：N=pq=13*17=221 (n)=12*16=192 ed=1mod(n) (143*d)mod192=1 d=47M=200时2RSA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= 17 ，q= 23 。（2）点击“随机选取正整数e:”下拉

9、按钮，选择正整数e，e= 101 。（3）点击“生成公私钥”按钮生成公私钥，记录下公钥e= 101 ， n= 391 ；私钥d= 237 ， n= 391 。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：211254 。单击“加密”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（D:WorkEncryptionRSA）中，通告同组主机获取密文。（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

10、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。【思考问题】1MD5生成摘要的长度是多少位。MD5是一个哈希函数，能够做到任意长的输入，固定短的输出，输出64位，其中56位有效位。2简述RSA的公钥生成算法？ 首先知道两个素数p和q，以及一个正整数e，p，q不能相等，且乘积不能小于127，然后按照公式 计算公钥（e，n）。3“无法证明RSA算法是安全的”，你认为这句话对吗？ 不对，因为RSA是基于困难数学问题研发的，没有绝对安全的密码算法，但是，如果破解密码的代价高于信息本身那就是安全的。4在AES加密的10轮循环中，前9轮与第10轮

11、有什么不同？ 前9轮加密过程中，每一轮子加密过程包括4种不同的变换，而最后一轮只有3种变换。5“AES算法和DES算法一样，都是对比特进行操作从而完成加密的”，你认为这句话对吗？ 不对，因为DES实际是对56比特进行操作，而且DES和AES算法不一样。6.DES每一个明文分组的长度是多少位？这个明文分组加密后的密文是多少位？ DES每一个明文分组的长度是64位，加密后是64位7.在DES算法的各种置换中，哪个置换为DES提供了最好的安全性？ S盒置换为DES提供了最好的安全性。8.DES的S盒在设计时就能够防止某些类型的攻击，当1991年Biham和Shamir发现的差分攻击的方法时，美国国家安全局就已承认某些未公布的S盒设计原则正是为了使得差分密码分析变得不可行。也就是说，差分密码分析在DES最初被研发时就已为IBM的研发者所知，但是这种方法却被保密了将近20年，直到Biham和Shamir又独立地发现了这种攻击。目前，DES加密方法已经被认为是不安全的了，请同学查阅相关资料，列出两种DES的分析方法。答：差分分析法、线性分析法。五、结果分析与实验体会 这次的实验使我了解到了AES算法 DES算法以及MD5算法RSA算法的实现原理，对于这些算法有了初步的理解。