對稱算法實驗報告

1、河北科技師范學院歐美學院網(wǎng)絡安全綜合實習實習總結實習類型教學實習實習單位河北科技師范學院歐美學院實習起止吋間2014年12月22日至2015年1月2 日指導教師劉正林所在院（系）信息技術系專業(yè)班級網(wǎng)本1101張欣軍學生姓名921（x110225學 號一、實習的基本概況（一）理論指導對稱密鑰加密機制即對稱密碼體系，也稱為單鑰密碼體系和傳統(tǒng)密碼體系。 對稱密鑰密碼通常分為兩大類，一類是分組密碼（如des、aes算法），另一類 是序列密碼（如rc4算法）。對稱密碼體系加密和解密時所用的密鑰是相同的或者是類似的，即由加密密鑰可以很容易地推導出解密密鑰，反之亦然。同 吋在一個密碼系統(tǒng)中，我們不能假定加密

2、算法和解密算法是保密的，因此密鑰必 須保密。發(fā)送信息的通道往往是不可靠的或者不安全的，所以在傳統(tǒng)的密碼系統(tǒng) 屮，必須用不同于發(fā)送信息的另外一個安全信道來發(fā)送密鑰。如圖描述了對稱密 碼（傳統(tǒng)密碼）系統(tǒng)原理框架，其中m表示明文；c表示密文；e表示加密算法；d 表示解密算法；k表示密鑰；i表示密碼分析員進行密碼分析時掌握有其他有關 信息；b表示密碼分析員對明文m的分析和猜測傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)原理框架圖二、項目情況項0名稱：對稱密碼算法開發(fā)環(huán)境:基于“對稱密鑰”的加密算法主要有des、tripledes、rc2、rc4、 rc5 和 blowfish 等。項目分工情況：對稱密碼算法是對信息加密的一種，首先我

3、們分頭收集冇 關對稱密碼算法的材料，展開討論，對學過的知識進行回顧。在老師的講解 下又加深了理解，最后我們每個人根據(jù)自己的認識展開對對稱密碼算法的研 宄，完成個人實習總結。三、實習過程或步驟drs算法把64位的明文輸入塊變?yōu)?4位的密文輸出塊，它所使用的密鑰也 是64位。首先，des把輸入的64位數(shù)據(jù)塊按位重新組合，并把輸出分為lo、r0w部分，每部分各長32位，并進行前后置換，最終由l0輸出左32位，r0輸出 右32位，根據(jù)這個法則經(jīng)過16次迭代運算后，得到l16、r16,將此作為輸入， 進行與初始置換相反的逆置換，即得到密文輸出。實驗步驟：本實驗主機a、b為一組，c、d為一組，e、f為一組

4、。首先使用“快照x”恢復windows系統(tǒng)環(huán)境。(一)des加密解密(1) 本機進入“密碼工具”丨“加密解密”丨“des加密算法” i “加密/解密” 頁簽，在明文輸入?yún)^(qū)輸入明文：公鑰基礎設施(pki)理論及應用。(2) 在密鑰窗口輸入8 (64位)個字符的密鑰k,密鑰k= 7745280。單擊“加 密”按鈕，將密文導出到des文件夾(d:workencryptiondes)屮，如圖1-1 所示，通告同組主機獲取密文，并將密鑰k告訴同組主機。地it® |二i|名稱i大小i類aii«g曰期丨i文.械 i1 kb 艾相a)j2->1315:47 a圖1-1導出密文(3)

5、單擊“導入”按鈕，從同組主機的的des共享文件夾中將密文導入， 然后在密鑰窗口輸入被同組主機通告的密鑰k,點擊“解密”按鈕進行des解密， 如圖1-2所示：c 置1科 ran: ffsssfa 崔 j j 扇 g圖1-2解密密文(4) 將破解后的明文與同組主機記錄的明文比較，如圖1-3和1-4所示， 明文完全一致。二.des算法本機進入“密碼工具” i “加密解密”丨“des加密算法” i “演示”頁簽, 向64位明文中輸入8個字符(8*8bit=64),向64位密鑰中輸入8個字符 (8*8bit=64)。點擊“加密”按鈕。完成加密操作，如圖2-1所示，分別點擊 “初始置換”、“密鑰生成演示”

6、、“十六輪加密變換”和“終結置換”按鈕, 斉看初始置換、密鑰生成演示、十六輪加密變換和終結置換的詳細加密操作流程， 如圖2-22-5所示：w位進：tt):(8e5c020p2ih72b3圖2-1加密操作des加密筇法-初始笠換斉換蒔： |b9a8d4bfb8f9e4al雖后： |247d4cbbfffb361a64位明文經(jīng)過初始8換 表，進行初抬s換形成邾 的64位明文，再送入十六 輪加密運貨，進行加s. 貝體s換方法：按照s換 表，格明艾第1個比特位 與第58個比椅位進行s 襖，第2個比特位與第50 個比特進行登換，以此類 推百至；成64比特明艾的 罝換圖2-2初始置換des加sa法-密鉑生

7、成s示m 位密明3737343532383000壓港型換si位壓錨密鑰 i00007f7130f20f子密鑰：|d08c24718709ci p001fdc0»|4c3c8xcif 1 p007f70 oi+1 i30 *上一個下廠個圖2-3密鑰生成演示des加ss法-16輪迭代當前加密輪數(shù)i r"上一輪圖2-4十六輪加密變換40848165624643239747155523633138646145422623037545135321612936444125220602835343115119592734242105018582633囑二 1491757_25罡換前：(c

8、2622b9881doobcd經(jīng)過16輪加棚困艾遇過 終結罝換表，迸行終結罝 換形成最終的64位密艾 具體§換方法：按柏苣換 衷，格茲過16輪加密的密 文的第1個比特位與第40 個比特位i迸行運換，笫2 個比特位與第8個比特進 行費換，以此類撙苴至芫 成64比特密文的£換昔換后：|8e5co20f2il472e3圖2-5終結置換四、實習感受（一）成績與收獲1. 本次試驗中，學習了對稱加密算法的相關知識要點，并掌握了對稱加密算法的 原理和特點，其中對稱密碼體系的優(yōu)點包括：加密效率高，硬件實現(xiàn)可達每秒 數(shù)百兆字節(jié)（軟件實現(xiàn)略慢一些）；密鑰相對比較短；可以用來構造各種密碼 機制；可以用來建造安全性更強的密碼。對稱密碼體系的缺點包括：通信雙方 都要保持密鑰的秘密性；在大型網(wǎng)絡中，每個人需持有許多密鑰；為了安全， 需要經(jīng)常更換密鑰。2. 學習了 des算法加密的t.作原理：其入口參數(shù)有三個：key、data、mode。key 為加密解密使用的密鑰，data為加密解密的數(shù)據(jù)，mode為其工作模式。當模式 為加密模式時，明文按照64位進行分組，形成明文組，key用于對數(shù)據(jù)加密， 當模式為解密模式時，key用于對數(shù)據(jù)解密。實際運用中，密鑰只用到了 64位 中的56位，這樣冰具有高的安全性