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《计算机与网络安全》课程实验 2016年月6月 实验一 DES加解密算法的实现 一、实验目的及任务： 掌握DES加密算法的加解密过程。 二、实验环境 VC或TC编程环境；主机操作系统为Windows2000或Windows XP； 三、 实验原理 要深入理解对称加密算法，掌握DES加密过程。具备一定的C语言编程技 能。 DES( Data DES( Data Encryption Standard)算法，于1977年得到美国政府的正式许可，是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。DES算法以被应用于许多需要安全加密的场合。 (一)、密钥生成 1、变换密钥 取得64位的密钥，每个第8位作为奇偶校验位。 2、变换密钥。 (1)、舍弃64位密钥中的奇偶校验位，根据下表（PC-1）进行密钥变换得到56位的密钥，在变换中，奇偶校验位以被舍弃。 (2)、将变换后的密钥分为两个部分，开始的28位称为C[0]，最后的28位称为D[0]。 (3)生成16个子密钥，初始I=1。 (i)、同时将C[I]、D[I]左移1位或2位，根据I值决定左移的位数。 (ii)、将C[I]D[I]作为一个整体按下表（PC-2）变换，得到48位的K[I] (iii)、从1-2-3-1处循环执行，直到K[16]被计算完成。 (二)、处理64位的数据 1、取得64位的数据，如果数据长度不足64位，应该将其扩展为64位（例如补零） 2、将64位数据按下表变换（IP） 3、将变换后的数据分为两部分，开始的32位称为L[0]，最后的32位称为R[0]。 4、用16个子密钥加密数据，初始I=1。 (1)、将32位的R[I-1]按下表（E）扩展为48位的E[I-1] (2)、异或E[I-1]和K[I]，即E[I-1] XOR K[I] (3)、将异或后的结果分为8个6位长的部分，第1位到第6位称为B[1]，第7位到第12位称为B[2]，依此类推，第43位到第48位称为B[8]。 (4)、按S表变换所有的B[J]，初始J=1。所有在S表的值都被当作4位长度处理。 (i)将B[J]的第1位和第6位组合为一个2位长度的变量M，M作为在S[J]中的行号。  (ii)、将B[J]的第2位到第5位组合，作为一个4位长度的变量N，N作为在S[J]中的列号。 (iii)、用S[J][M][N]来取代B[J]。 (iv)、从(i)处循环执行，直到B[8]被替代完成。 (5)、将B[1]到B[8]组合，按下表（P）变换，得到P。 (6)、异或P和L[I-1]结果放在R[I]，即R[I]=P XOR L[I-1]。 (7)、L[I]=R[I-1] (8)、从2-4-1处开始循环执???，直到K[16]被变换完成。 5、、组合变换后的R[16]L[16]（注意：R作为开始的32位），按下表（IP-1）变换得到最后的结果。 四、 实验步骤 利用编程语言实现DES加解密算法。 编程 调试 运行结果 存盘 五、实验结果 加密： Key: 0x30 0x30 0x30 0x30......0x30（8个字节）Data: 0x31 0x31 0x31 0x31......0x31（8个字节）Mode: Encryption结果：65 5e a6 28 cf 62 58 5f 解密： Key: 0x31 0x31......0x31（8个0x31）Data: 65 5e a6 28 cf 62 58 5fMode: Decryption结果：0x31 0x31......0x31（8个0x31） 六、实验思考题 DES算法主要有哪几部分？可以画出流程 64位密钥 64位明文 置换选择 初始置换 循环左移 置换选择 16轮加密 32位互换 逆初始置换 一轮迭代过程：28位 28位 32位 32位 左移 左移 扩展/置换 XOR 置换/压缩 代替/选择 置换 D1 C1 32位 32位 七、DES源程序 #include memory.h #include stdio.h #include iostream using namespace std; enum {encrypt,decrypt};//ENCRYPT:加密，DECRYPT：解密 void des_run(int out[8],int in[8],bool type=encrypt); //设置密钥 void des_setkey(const int key[8]); static void f_func(bool in[32],const bool ki[48]);//f函数 static void s_func(bool out[32],const bool in[48]);//s盒代替