中北大学大学软件学院《网络攻击与防御》实验报告课程名称:信息安全技术实验名称:DES加密算法指导教师:班级:学生姓名:学号:实验日期:16-5-1016:00-17:45实验地点:软件学院实验成绩:计算机科学与技术学院计算机系网络教研室制实验报告书一、实验目的通过用DES算法对实际数据进行加密和解密来深刻了解DES的运行原理,进而加深对对称加密算法的理解与认识。预备知识:1)数据加密标准(DES,DataEncryptionStandard)是一种使用密钥加密的块密码,1976年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准(FIPS),随后在国际上广泛流传开来。它基于使用56位密钥的对称算法。这个算法因为包含一些机密设计元素,相对短的密钥长度以及怀疑内含美国国家安全局(NSA)的后门而在开始时有争议,因此DES因此受到了强烈的学院派式的审查,并以此推动了现代的块密码及其密码分析的发展。2)DES算法的入口参数有三个:Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位,是DES算法的工作密钥;Data也为8个字节64位,是要被加密或被解密的数据;Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密。3)DES算法的安全性,DES现在已经不是一种安全的加密方法,主要因为它使用的56位密钥过短。1999年1月,distributed.net与电子前哨基金会合作,在22小时15分钟内即公开破解了一个DES密钥。也有一些分析报告提出了该算法的理论上的弱点,虽然在实际中难以应用。为了提供实用所需的安全性,可以使用DES的派生算法3DES来进行加密,虽然3DES也存在理论上的攻击方法。在2001年,DES作为一个标准已经被高级加密标准(AES)所取代。4)对称密码算法(Symmetriccipher):加密密钥和解密密钥相同,或实质上等同,即从一个易于推出另一个。又称传统密码算法(Conventionalcipher)、秘密密钥算法或单密钥算法。5)分组密码(Blockcipher):将明文分成固定长度的组,用同一密钥和算法对每一块加密,输出也是固定长度的密文。——DES、IDEA、RC2、RC4、RC5分组密码是将明文消息编码表示后的数字(简称明文数字)序列,划分成长度为n的组(可看成长度为n的矢量),每组分别在密钥的控制下变换成等长的输出数字(简称密文数字)序列。6)CAP(CryptographicAnalysisProgram)是由DR.RichardSpillman专门为教学而研制的密码制作与分析工具,已经在美国的很多高校得到了广泛地使用,受到了密码学习者的普遍欢迎。二、实验环境操作系统:运行Windows,VS2010编译环境。三、实验内容与实验要求对学号姓名加解密任务一:DES加解密算法的原理1实验报告书DES算法的加密流程图及参数:DES的参数:密钥长度:56比特输入:64比特输出:64比特运算轮数:16DES解密过程与加密过程完全相似,只不过将16次迭代的子密钥顺序倒过来,即:m=DES-1(c)=IP-1•T1•T2•.....T15•T16•IP(c)可以证明DES-1(DES(m))=m任务二:DES算法的实现根据对DES算法的介绍,自己创建明文信息,并选择一个密钥,编写DES密码算法的实现程序,实现加密和解密操作,并算结果将CAP4的运进行比较。四、实验过程与分析在虚拟机SQLServer2008中用MicrosoftVisualStudio软件新建一个项目命名为DES。导入加解密代码,编译运行。在该项目所在的文件夹下新建如下四个.txt文件:1.txtkey.txt2.txt3.txt在1.txt中写入要加密的学号和密码,key.txt中写入加密的密码,点击DES.exe运行,运行结果的加密密文在2.txt,解密后的内容在3.txt中。加解密代码如下:#include"stdio.h"#include"memory.h"#include"time.h"#include"stdlib.h"#definePLAIN_FILE_OPEN_ERROR-1#defineKEY_FILE_OPEN_ERROR-2#defineCIPHER_FILE_OPEN_ERROR-3#defineOK1typedefcharElemType;//初始置换表IPintIP_Table[64]={57,49,41,33,25,17,9,1,59,51,43,35,27,19,11,3,61,53,45,37,29,21,13,5,63,55,47,39,31,23,15,7,56,48,40,32,24,16,8,0,58,50,42,34,26,18,10,2,60,52,44,36,28,20,12,4,62,54,46,38,30,22,14,6};//逆初始置换表IP^-1intIP_1_Table[64]={39,7,47,15,55,23,63,31,38,6,46,14,54,22,62,30,37,5,45,13,53,21,61,29,36,4,44,12,52,20,60,28,35,3,43,11,51,19,59,27,34,2,42,10,50,18,58,26,2...