2023年新版DES算法实验报告.docx

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1、DES算法实验报告姓名：学号：班级：一、实验环境.硬件配置:解决器(英特尔Penti u m双核E5 4()02.7()GHZ内存：2G)1 .使用软件：操作系统:Windows XP专业版32位S P3(Dire c iX 9.00软件工具:Microsoft Visual C+ 6.0二、实验涉及的相关概念或基本原理1、加密原理DES使用一个56位的密钥以及附加的8位奇偶校验位，产生最大64 位的分组大 小。这是一个迭代的分组密码，使用称为Feistel的技术，其中将加密的文本块提成两半。 使用子密钥对其中一半应用循环功能，然后将输出与另一半进行“异或”运算；接着互换这 两半，这一过程会继

2、续下去，但最后一个循环不互换。DES使用1 6个循环，使用异或， 置换,代换，移位操作四种基本运算。三、实验内容1、关键代码 子密钥产生For(i=0;i28;1+)/16转子花钥For(V=0;t16/循环左移iF(mouPt= = -|)/按赚循环移位表将左右两边分另l左移位n=keyPC1 leFtO;For(i=0;i27 ;i*)/先移27次keyPCI leFti=keyPC1 leFti+1;keyPCd_leFt27-n ;/循环左移n=keyPC1 right(0； For(i-0;ielse/mouet=2n-keyPC1_leFt 0 ;/需荽左移两位r=keyPC1 _

3、 Let 1 ;For(i-0;i26;i*)keyPC1_leFti=keyPC1 leFti +2;keyPCI leFt26-n;keyPC1_leFt27=n;n-keyPCd rightO;n= keyPCI ri ght 1 ;For(i-O;i/合并左右一For (i=0;i/置换延择2(Pc-2)For(i-0;i8;i*)/通过PC2换位表变成“8位于宙钥Ktti=key_leFt_right|；PC2|；i-|F函数以及加密16轮迭代/初始直供(ip) For(i=0;i64；i*)分左右，各32位For(i=Q;i/16次迭代For(t=0;t16;t+)扩展/置换(E)

4、For(i-0;i48;i*)/从 32 位扩展成8 位ROEi=R0Ei-1； /XORFor(i-0;i48;i*)/RE 与 K 异绫运算RKi=R0Li*Kti；代智/遥择CS盒)For(i-0;i8；i*)RKSOJ-S1rOcORKSd=S2r1cdRKS2=S3r2Jc2RKS3-SKr3nc3RKSU=S5r4c4RKS5=S6r5c5RKS6-S7r6c6;RKS7=S8t7C7；For(i = 0;i8;i*) 把结果转成32位二进制储存在数组RK_S中int b4-;m=RKSi；For ( j=3 ;n? = 0; j )For(j=0;j/宜换PFor(i = 0;i

5、32；i + +)存二进制结果再经过一个P置换RK_S_Pi-RK_SPi-1;/XORFor(i=0;i32;i+)寻到本次迭代的右郤Rii-LOiRK_S_Pi; For(i=0；i32 L0i =R0i ； ROFiljRirtl /一个左右32位交换 For(i-0;i32;i*) LiLi3=R0ri； For(i=0;i R0i=LOi;For(i=O;i32 L0Ei-LiiJ;/折始换位的逆过程For(i0;i32/把左右两部分合超来存至1七。乂七_1中text_endi=L0i;For(i=32;i6;i*+) text_end(i=R0i-32;For(i=0;i6i*;i

6、*)/进彳亍初始换位的逆过程text_out: count*1 I P i 1 - text_end i ;2、DES加密算法的描述及流程图子密钥产生在DES算法中，每一轮迭代都要使用一个子密钥，子密钥是从用户输入的初始密钥产生 的。K是长度为64位的比特串，其中56位是密钥,8位是奇偶校验位,分布在8, 16,2 4, 3 2, 4 0,48, 5 6, 64比特位上，可在8位中检查单个错误。在密钥编排计算中只用56位，不 涉及这8位。子密钥生成大体分为:置换选择1 (PC-1 )、循环左移、置换选择2 (PC-2)等变 换,分别产生16个子密钥。DES解密算法与加密算法是相同的，只是子密钥

7、的使用顺序相反。D ES加密算法DES密码算法采用Fe i s t el密码的S-P网络结构,其特点是:加密和解密使用同一算 法、同一密钥、同一结构。区别是：1 6轮加密子密钥顺序为KI, K2, . K1 6，解密子密钥顺 序为K16, K15,K1。其中密钥长度为64位，在具体算法中，只使用56位(此外8位为奇 偶校验位)的密钥输入对6 4位的明文进行加解密运算,获取64位密文。整个过程由三个阶段来完毕:初始置换、乘积变换和逆初始置换。大体过程：设m=ml m2.ni64为6 4位输入明文，DES算法先执行初始置换IP对田的64位进行换位解决;然后 通过子密钥KCK16对明文进行16轮乘积

8、变换，即进行16次迭代解决；最后通过逆初始置 换IP-的解决,得到64位密文c= c 1 c 2.C 6 4输出。16轮迭代目的是使明文增长混乱性 和扩散性，避免输出密文残留记录规律，使破译者无法反向推算出密钥。第一步：变换明文。对给定的64位的明文x.,一方面通过一个置换IP表来重新排列 x.,从而构造出64位的x0, 乂0二丁(乂)丸0世其中10表达*0的前32位，R0表达x0的 后32位。第二步:按照规则迭代。规则为：L i=R i-l;Ri=Li e f (Ri-1, Ki) (i=l,2, 3,，1 6)通过第1步变换已经得到L0和R 0的值，其中符号表达数学运算“异或”，f表达一种

9、置换，由S盒置换构成，Ki是一些由密钥编排函数产生的比特块。第三步:对LI 6R16运用IPT作逆置换。流程图M bit Plwntext input.Initei pennutabon|PhM 11 1 II t if-1Phae2电,申Cypher taxi Invooo d pocmutebcn Phaw 3DES加密算法的描述 ? （32z 32移位 |/ ,|-1 56/ / 扩展换 PO2 /Feistel VI 48. A -Bo；代换 /P-BOX 一换32 1K） 321 56 ；KDES算法一轮迭代的过程3、实验结果自加密，B解密，请选择：A清输入8位密朝：SHINHWAJ

10、请输入您想加密的内容：NICE TO SEE VOU?您的文件经过DES加密后的密文是：e9dff519b83431f9302266dde84f967eA加密，B解密，请选择:B请输入8位密钥：SHINHWAJ请输入密文内容：e9dff519b83431f9302266dde84f967e您的文柞经过DES解密后的碉文是:NICE TO SEE YOU?加密结果解密结果图2 DES加解密结果四、实验总结分析通过这次实验，我发现DES算法虽然并不复杂，但是真正实现起来，自己编程上还存在 诸多局限性,很多细微的知识点很容易就遗忘了，比如对与数组的应用也不是很扎实，数组下 标和替换表之间存在1个位的偏差，如若没有理清逻辑关系,很容易犯错，导致返工。通过这 次DES加解密算法的实验，我对DES的原理有了更深刻的结识，对初始变换，F函数的扩 展变换，S盒,P盒的混乱扩散效应有了更深的体会，经历了代码的编写后，我对DES的16轮 迭代的具体环节，以及子密钥的产生更清楚明了，果然通过理论联系实际，才可以把零碎的知 识点巩固加深。