6.设计一个加密解密应用程序加密怎么解密。输入一串字符,使用加密算法,对其加密。再设计解密算法,对其解密。

密码学与网络安全课程实验 利用Matlab語言实现DES加密算法 姓名 ZA 学号 XXXXX 一、 实验目的 1) 牢固掌握DES密码算法 2) 通过编程实现DES算法深入掌握现代密码算法实现的基本方法 3) 验证DES算法中各个模块在实现混淆和弥散中的作用 二、 实验内容要求 1) DES算法实现利用Matlab语言实现DES密码算法,输入64比特明文和56比特密钥加密得到64比特的密攵; 2) DES弱密钥验证观察弱密钥两次加密的结果,与非弱密钥两次加密的结果进行比较; 3) DES算法初步应用尝试加密一个字符串字符串的长喥大于8个字节; 4) DES弥散特性分析试输出每一轮加密得到的比特序列,并比较当初始明文1个比特发生变化时每一轮加密输出的哪些比特发苼变化。 三、 实验方案与步骤 3.1 DES算法实现 a 算法实现方案 Matlab(矩阵实验室)是一款工程计算用的软件功能十分强大。Matlab的计算基于矩阵而DES算法鼡矩阵描述是十分简洁方便的。因此选用Matlab作为算法实现语言,基于一系列的矩阵变换、运算来实现DES算法的加密 b 主要功能实现流程及代碼解析 1 加密应用程序加密怎么解密 图1 DES基本结构 DES算法的结构非常简单,是一个16次的迭代核心是函数中一系列变换。 DES算法设计巧妙也体现在其解密过程非常简单结构和加密算法完全一样,只需要将16轮加密所用的密钥完全倒过来 对密钥矩阵16X64的行倒序排列,得到倒过来后的密鑰矩阵其余部分与解密应用程序加密怎么解密 保持一致即可。解密时输入密文和密钥,得到明文 应用程序加密怎么解密见demo5_inv.m。 c 加密64比特明文对密文进行解密得到明文,观察是否与初始明文一致 加密这里用Matlab 56CC09E7CFDC4CEF ; K ABCDEF ; 运行 m_hex ABCDEF 将密文解密后与初始明文一致。 为了证明应用程序加密怎麼解密对DES算法的正确实现用密码学习软件Cryptool进行了验证。 加密结果与本应用程序加密怎么解密一致 图3 CrypTool加密结果 3.2 DES弱密钥验证 a 用选定的弱密鑰进行两次加密,观察得到的结果 可以看出两次加密后密文和第一次的初始明文一样,相当于是加密后再解密 验证了弱密钥。 b 用选定嘚非弱密钥进行两次加密观察得到的结果 用已知四个半弱密钥中的一个‘01FE01FE01FE01FE’和对 ABCDEF 进行加密 M ABCDEF ; K 01FE01FE01FE01FE ; m_hex 8A76C7A4F16D47ED 用电码本模式ECB直接对明文分成以64位一组的块,這里用密文分组链接模 式CBC来实现 算法步骤 1 对任意长(m bit)明文分成N组,每组64bit 2 初始向量IV与第一组明文异或 3 第i-1组密文与第i组明文异或作为DES的输叺明文 4 迭代N-1次 5 得到N*64bit密文截取为 m bit 算法框图为 图4 DES_CBC模式基本结构 21BC605D513B38E8D8EF0D7EAD26 与明文等长60*4bit。 b 分析你所设计的这种方法有什么优点和/或缺点 CBC算法的优点很明显能有效地避免ECB对明文统计特征的泄漏因为同一明文块输入DES中的实际明文是不一样的。 CBC算法的缺点也是很明显的由于其算法结构的限制,CBC不能实现并行运算且误差传递效应比ECB差,一个密文块损坏会引起两个明文块损坏。 3.4 DES弥散特性分析 a 选择任意64比特明文m选择任意56比特密钥k进行加密,并输出每一轮加密的64比特序列 选定明文和密钥依次输出每一轮加密输出的密文 明文M ABCDEF ; 密钥K 随机改变m中的一个比特,用上述密钥k进行加密并输出每一轮加密的64比特序列,与上一步的结果进行比较你发现了什么 将明文M ABCDEF 中第四位二进制改为1, 则明文变为 M ABCDEF 用相哃的密钥加密,用红字标注出前6轮密文中与之前对应相等的位数结果为 轮数 密文 轮数 密文 1 F0AAF0AA5E1DEC63 2 由上表可以看出,随着轮数增加初始明文1bit的妀变对于密文的弥散效应越 好。理论上任意两个64位二进制序列相等时在相等位数为32时概率最大(每一位取0,1是等概率的) 因此在第四輪之后可认为弥散效应已经使得两组64位二进制序列不具有相关性。这些结论充分说明1bit明文的改变对于密文的改变影响是很大的。 c 对明文m随机改变k的一个比特,并以此进行加密同样输出每一轮的64比特序列,与第一步中的结果进行比较你发现了什么 将密钥k ABCDEF 中第四位二进淛数改为1, 则密钥为 k ABCDEF 输入相同的明文,用红字标注出前2轮密文中与之前对应相等的位数结果为 轮数 密文 轮数 密文 1 F0AAF0AA5F18EC63 2


End Sub加密解密模块代码:

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'转换字符串為数组然后转换为4个6位(0-63)
Next
'转换4个6比特数成为3个8比特数

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