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实验报告范文-信息安全综合实验.doc 信息平安综合试验试验报告 专业: :信息平安班级: :信息平安 2 2 班小组成员：韩非寒（）指导老师：唐召东、赵春蕾职 称：讲师天津理工高校计算机与通信工程学院2022 年 5 月 天津短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 2 4 小 时 以 上 小 时 以 上 7 2 小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。设计日期 2022 年 5 月 11 日至2022 年 5 月 25 日小组成员 在本次设计中担当的任务 成果 指导老师签字：年 月日信息平安综合试验 试验报告 1 书目 前言 . 错误! 未定义书签。试验一 网络通信平安 . 错误! 未定义书签。§1.1 试验概述 . 错误! 未定义书签。§1.2 试验原理 . 错误! 未定义书签。§1.3 试验结果以及分析 . 错误! 未定义书签。§1.4 试验小结 . 错误! 未定义书签。短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 2 4 小 时 以 上 小 时 以 上 7 2 小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。前言 为了提高学生的动手实力，培育同学们的学习爱好，同时对所学学问进行全面的复习，特在第 7 学期开设本课程。信息平安专业综合实践是信息平安专业的集中性实践环节课程。本课程的任务是训练学生综合利用所学理论学问和实践技能解决实际问题，提高学生独立钻研及团队合作实力，为适应今后的工作打下扎实的基础。通过该课程实践，使学生能够利用密码学学问实现通信系统的机密性、完整性；能够评估系统的平安性，能够利用弱点攻破远程系统，能够有效地防卫远程攻击；对 Web 服务、Email服务能够娴熟地管理和配置，增加系统的平安性；能够综合利用认证、授权、访问限制设计一个平安、高效的信息系统。信息平安综合试验 试验报告 3试验一网络通信平安§ 1.1 试验概述本试验应用 DES，RSA，MD5 等加密算法，以及 Socket 套接字实现一个简洁的加密解密的闲聊工具 CryptTalk。本试验的程序在 jdk1.6 与Eclipse 开发环境下编写，基本实现了消息加密的闲聊工具的功能。通信的步骤基本如下：首先，服务器端随机产生一对 RSA 密钥，将公钥发送给客户端，客户端将自己的对称密钥用公钥加密发送给服务器端，服务器端接收到加密后的密钥后，用自己的私钥解密得到对称密钥。然后服务器端和客户端都利用这个对称密钥对发送的消息加密，进行加密后的闲聊。同时把消息经过MD5加密生成摘要发送，在接收端解密后进行MD5加密比较，检查信息是否被篡改。§ 1.2 试验原理§ 1.2.1 A RSA 加密算法A RSA 加密算法原理RSA 算法它是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。它易于理解和操作，也很流行。算法的名字以独创者的名字命名：RonRivest，AdiShamir 和 LeonardAdleman。但 RSA 的平安性始终未能得到理论上的证明。它经验了各种攻击，至今未被完全攻破。RSA 算法的原理以及算法分析如下。首先，找出三个数，p， q ， r ，其中p， q 是两个相异的质数， r 是与 (1) ( 1) p q - ´ -互质的数。p， q ，r， 这 三 个 数 便 是 privatekey 。接 着 ， 找 出m， 使 得1mod( 1) ( 1) r m p q ´ = - ´ -，这个 m 肯定存在，因为 r 与 (1) ( 1) p q - ´ -互质，用辗转相除法就可以得到。再来，计算 np q = ´。m ， n 这两个数便短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 2 4 小 时 以 上 小 时 以 上 7 2 小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。是 publickey。编码过程是，若资料为 a ，将其看成是一个大整数，假设 an <。假如 an ³的话，就将 a 表成 s 进位( sn £，通常取2 t s =)，则每一位数均小于 n ，然后分段编码。接下来，计算modmb a n =，( 0b n £ <)， b 就是编码后的资料。解码的过程是，计算mod( )rc b p q = ´( 0c p q £ < ´)，于是乎，解码完毕。可以证明 c 和 a 是相等的。假如第三者进行窃听时，他会得到几个数: m ， n ( np q = ´)， b 。他假如要解码的话，必需想方法得到 r ，所以，他必需先对 n 作质因数分解。要防止他分解，最有效的方法是找两个特别的大质数p， q ，使第三者作因数分解时发生困难。A RSA 算法的平安性RSA 的平安性依靠于大数分解，但是否等同于大数分解始终未能得到理论上的证明，因为没有证明破解 RSA 就肯定须要作大数分解。假设存在一种无须分解大数的算法，那它确定可以修改成为大数分解算法。目前，RSA 的一些变种算法已被证明等价于大数分解。不管怎样，分解 n 是最明显的攻击方法。现在，人们已能分解多个十进制位的大素数。因此，模数n 必需选大一些，因详细适用状况而定。A RSA 的速度以及分析由于进行的都是大数计算，使得 RSA 最快的状况也比 DES 慢上倍，无论是软件还是硬件实现。速度始终是 RSA 的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。RSA 算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法，也易于理解和操作。RSA 是被探讨得最广泛的公钥算法，从提出到现在已近二十年，经验了各种攻击的考验，渐渐为人们接受，普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA 的平安性依靠于大数的因子分解，但并没有从理论上证明破译 RSA 的难度与大数分解难度等价。即 RSA 的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性能如何，而且密码学界多数人士倾向于因子分解不是 NPC信息平安综合试验 试验报告 5 问题。RSA 的缺点主要有：A)产生密钥很麻烦，受到素数产生技术的限制，因而难以做到一次一密。B)分组长度太大，为保证平安性，n 至少也要 600 bits 以上，使运算代价很高，尤其是速度较慢，较对称密码算法慢几个数量级；且随着大数分解技术的发展，这个长度还在增加，不利于数据格式的标准化。目前，SET( Secure Electronic Transaction )协议中要求 CA 采纳比特长的密钥，其他实体运用比特的密钥。§ 1. 2.2 S DES 加密算法S DES 加密算法原理当今社会是信息化的社会。为了适应社会对计算机数据平安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运用的数据加密标准，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，始终活跃在国际保密通信的舞台上，扮演了非常突出的角色。现将 DES 算法简洁介绍一下，并给出实现DES 算法的 VC 源代码。DES 算法由加密、解密和子密钥的生成三部分组成。S DES 加密算法过程DES 算法处理的数据对象是一组 64 比特的明文串。设该明文串为m=m1m2…m64 (mi=0 或 1)。明文串经过 64 比特的密钥 K 来加密，最终生成长度为 64 比特的密文 E。其加密过程图示如下：短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 2 4 小 时 以 上 小 时 以 上 7 2 小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。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：信息平安综合试验 试验报告 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。最终生成 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 的干脆赋值。R16 与 L16 合并成 64 位的比特串。值得留意的是 R16 肯定要排在 L16 前面。R16 与 L16 合并后成的比特串，经过置换 IP-1 后所得比特串的下标列表如下：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：短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 2 4 小 时 以 上 小 时 以 上 7 2 小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。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：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(详细过程见后)，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：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 行，y 列的值 Sxy。将 Sxy化为二进制，即得 Si 盒的输出。（S 表如图所示）信息平安综合试验 试验报告 9 子密钥的生成过程如下。64 比特的密钥生成 16 个 48 比特的子密钥。其生成过程见图：短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 2 4 小 时 以 上 小 时 以 上 7 2 小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。子密钥生成过程详细说明如下：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：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 变换后即生成 48 比特的 K1。K1 的下标列表为：信息平安综合试验 试验报告 11C1、D1 分别循环左移 LS2 位，再合并，经过 PC-2，生成子密钥 K2……依次类推直至生成子密钥 K16。留意：Lsi (I =1,2,….16)的数值是不同的。详细见下表：DES 的解密过程和 DES 的加密过程完全类似，只不过将 16 圈的子密钥序列 K1，K2……K16 的依次倒过来。即第一圈用第 16 个子密钥 K16，其次圈用 K15，其余类推。L=R15, R=L15 ⊕ f(R15,K16) ⊕ f(R15,K16)=L15 同 理 R15=L14 ⊕f(R14,K15), L15=R14。同理类推：得 L=R0, R=L0。其程序源代码与加密相同。在此就不重写。§ 1.2.3 5 MD5 加密算法H HASH 原理Hash，一般翻译做散列，也有干脆音译为&quot;哈希&quot;的，就是把随意长度的输入（又叫做预映射， pre-image），通过散列算法，变换成固定短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 短 期 启 动 为 脱 硝 氨 区 系 统 因 故 停 运 2 4 小 时 以 上 小 时 以 上 7 2 小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处 于 连 续 运 行 状 态 ， 其 他 机 械 设 备 处 于 停 用 状 态 。小 时 以 内 的 重 新 启 动 。在 短 期 启 动 前 ， 有 液 位 容 器 的 处.本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第15页 共15页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页
