分组密码实验.docVIP

【实验目的】 通过使用 DES 算法对实际的数据进行加密和解密来了解密码体制的原理。 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 R0 和 K1 经过 f（R0，K1）变换后的输出结果，再和 L0 进行异或运算，输出结果做为R1。R0 则赋给 L1。L1 和 R1 同样再做类似运算生成 L2 和 R2,…，经过 16 次运算后生成 L16和 R16。 2．f 函数 f 函数是多个置换函数和替代函数的组合函数，它将 32 位比特的输入变换为 32 位的输出。Ri经过扩展运算 E 变换后扩展为 48 比特的 E(Ri)，与 Ki+1进行异或运算后输出的结果分成 8 组，每组 6 比特的并联 B，B=B1B2B3B4B5B6B7B8，再经过 8 个 S 盒的选择压缩运算转换为4比特，8个4比特合并为32比特后再经过P变换输出为32比特的f(Ri-1,Ki)。 3．逆初始置换函数 IP-1 它将 L16 和 R16 作为输入，进行逆初始换位得到密文输出。逆初始换位是初始换位的逆运算，换位规则如下表所示： 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, 58, 26, 33, 1, 41, 9, 49, 17, 57, 25 DES 的加密算法中除了上面介绍的 3 个基本函数，还有一个非常重要的功能模块，即子密钥的生成模块，具体子密钥的产生过程如图 1-3 所示。输入的初始密钥值为 64 位，但 DES 算法规定，其中第 8、16、......64 位是奇偶校验位，不参与 DES 运算。所以，实际可用位数只有 56 位，经过缩小选择换位表 1（表 1-2）即密钥置换 PC-1 的变换后，初始密钥的位数由 64 位变成了 56 位，将其平分为两部分 C0、D0，然后分别进行第 1 次循环左移，得到 C1、D1，将 C1（28 位）、D1（28 位）合并后得到 56位的输出结果，再经过缩小选择换位表 2（表 1-2）即密钥置换 PC-2，从而便得到了密钥K1（48 位）。依此类推，便可得到 K2、...... K16，需要注意的是，16 次循环左移对应的左移位数要依据表 1-1 中规则进行。 表 1-1 左移位数规则 表 1-2 缩小选择换位表 1 表 1-2 缩小选择换位表 2 图 1-3子密钥产生流程 实验步骤： （1）参考程序中其他各次的加密解密迭代程序，完成加密的第16次迭代、解密的第1次迭代。 （2）运行所下发软件，在第一个输入框用自己姓名拼音的前八个字母作为明文，在第二个输入框以学号后八位作为密文，观察实验结果。如图1.4所示： 图1.4 程序运行窗口 （3）调试程序，观察并记录：L3与R2的值，探索他们之间有何关系，并解释结果。在程序的适当地方设置断点。在调试窗口的Watch窗口输入要观察变量的名称， 实验结果： 代码： 解密算法： //进行第一次迭代 for(i=1;i=48;i++)//经过E变换扩充，由32位变为48位 RE1[i]=R0[E[i-1]]; for(i=1;i=48;i++)//与K1按位作不进位加法运算 RE1[i]=RE1[i]+K1[i]; for(i=1;i=48;i++) { if(RE1[i]==2) RE1[i]=0; } for(i=1;i7;i++)//48位分成8组 { s11[i]=RE1[i]; s21[i]=RE1[i+6]; s31[i]=RE1[i+12]; s41[i]=RE1[i+18]; s51[i]=RE1[i+24]; s61[i]=RE1[i+30]; s71[i]=RE1[i+36]; s81[i]=RE1[i+42]; }//下面经过