密码学课程设计实验报告.doc
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1、华中科技大学信息安全专业华中科技大学密码学课程设计实验报告 院 系:计算机科学与技术专 业: 信息安全 班 级: 0803 指导老师: 姓 名: 学 号: u200814139 2011年2月27日目录密码学课程设计报告31. 引论32.DES31.1原理31.2DES的实现91.3相关函数93.弱密钥的检测112.1定义112.2检测方法112.3检测弱密钥实现112.4相关函数124.总结125.相关源码12一、引论当今社会是信息化的社会。为了适应社会对计算机数据安全保密越来越高的要求,美国国家标准局(NBS)于1997年公布了一个由IBM公司研制的一种加密算法,并且确定为非机要部门使用的
2、数据加密标准,简称DES(Data Encrypton Standard)。自公布之日起,DES算法作为国际上商用保密通信和计算机通信的最常用算法,一直活跃在国际保密通信的舞台上,扮演了十分突出的角色。二、DES2.1、原理2.1.1、DES算法加密过程对DES算法加密过程图示的说明如下:待加密的64比特明文串m,经过IP置换后,得到的比特串的下标列表如下:IP5850423426181026052443628201246254463830221466456484032241685749413325179159514335271911361534537292113563554739312315
3、7该比特串被分为32位的L0和32位的R0两部分。R0子密钥K1(子密钥的生成将在后面讲)经过变换f(R0,K1)(f变换将在下面讲)输出32位的比特串f1,f1与L0做不进位的二进制加法运算。运算规则为:f1与L0做不进位的二进制加法运算后的结果赋给R1,R0则原封不动的赋给L1。L1与R0又做与以上完全相同的运算,生成L2,R2 一共经过16次运算。最后生成R16和L16。其中R16为L15与f(R15,K16)做不进位二进制加法运算的结果,L16是R15的直接赋值。R16与L16合并成64位的比特串。值得注意的是R16一定要排在L16前面。R16与L16合并后成的比特串,经过置换IP-1
4、后所得比特串的下标列表如下:IP-140848165624643239747155523633138646145422623037545135321612936444125220602835343115119592734242105018582633141949175725经过置换IP-1后生成的比特串就是密文e.。下面再讲一下变换f(Ri-1,Ki)。它的功能是将32比特的输入再转化为32比特的输出。其过程如图所示:对f变换说明如下:输入Ri-1(32比特)经过变换E后,膨胀为48比特。膨胀后的比特串的下标列表如下:E:321234545678989101112131213141516171
5、61718192021202122232425242526272829282930313231膨胀后的比特串分为8组,每组6比特。各组经过各自的S盒后,又变为4比特(具体过程见后),合并后又成为32比特。该32比特经过P变换后,其下标列表如下:P:1672021291228171152326518311028241432273919133062211425经过P变换后输出的比特串才是32比特的f (Ri-1,Ki)。下面再讲一下S盒的变换过程。任取一S盒。见图:在其输入b1,b2,b3,b4,b5,b6中,计算出x=b1*2+b6, y=b5+b4*2+b3*4+b2*8,再从Si表中查出x
6、行,y 列的值Sxy。将Sxy化为二进制,即得Si盒的输出。2.1.2、子密钥的生成64比特的密钥生成16个48比特的子密钥。其生成过程见图:子密钥生成过程具体解释如下:64比特的密钥K,经过PC-1后,生成56比特的串。其下标如表所示:PC-157494133251791585042342618102595143352719113605244366355473931231576254463830221466153453729211352820124该比特串分为长度相等的比特串C0和D0。然后C0和D0分别循环左移1位,得到C1和D1。C1和D1合并起来生成C1D1。C1D1经过PC-2变换后
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