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《2015密码学课程设计报告 (5)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、课程设计报告题目：密码学课程设计课程名称：密码学基础专业班级：信息安全1302班学号：姓名：指导教师：报告日期：2015年9月29日计算机科学与技术学院密码学课程设计任务书题目：SPN和RSA密码算法的快速实现与安全性分析课题内容：（1）原始SPN（教材上）算法的实现。（2）对上述算法进行线性密码分析及差分密码分析（求出所有32比特密钥）。（3）增强以上SPN的安全性（如增加分组的长度、密钥的长度、S盒、轮数等）。（4）对原始及增强的SPN进行随机性检测，对检测结果进行说明。（5）生成RSA算法的参数（如p、q、N、私钥、
2、公钥等）。（6）快速实现RSA（对比模重复平方、蒙哥马利算法和中国剩余定理）。（7）结合RSA和增强后的SPN实现文件（或通信）的加解密。课题任务要求：（1）掌握线性、差分分析的基本原理与方法。（2）体会位运算、预计算在算法快速实现中的作用。（3）可借助OpenSSL、GMP、BIGINT等大数运算库的低层基本函数，实现过程中必须体现模重复平方、中国剩余定理和蒙哥马利算法的过程。（4）独立完成课程设计内容，现场演示并讲解。（5）课程设计完成后一周内，提交课程设计报告。主要参考文献（由指导教师选定）（1）密码学原理与实践（第
3、三版）.DouglasR.Stinson著，冯登国译，电子工业出版社，2009（2）应用密码学：协议算法与C源程序（第二版）.BruceSchneier 著，吴世忠等译，机械工业出版社，2014同组设计者无目录1SPN分组加解密实验11.1实验目的11.2实验内容及原理11.3代码实现31.4实验结果检查及分析52SPN线性密码分析与差分密码分析实验52.1实验目的52.2实验内容及原理52.3代码实现82.4实验结果检查及分析143RSA算法参数生成及RSA加速实验153.1实验目的153.2实验内容及原理15运用模重复
4、平方的RSA加/解密16运用蒙哥马利的RSA快速加解密16运用中国剩余定理的RSA解密173.3代码实现173.4实验结果检查及分析224改进spn实验244.1实验目的244.2实验内容及原理244.3代码实现244.4实验结果检查及分析275文件加解密实验275.1实验目的285.2实验内容及原理285.3代码实现295.4实验结果检查及分析336实验心得总结387参考文献391SPN分组加解密实验1.1实验目的掌握SPN的体系结构，SPN算法，对原始SPN（教材上）算法的实现。1.2实验内容及原理代替-置换网络(Su
5、bstitution-PermutationNetwork)是一种简单的迭代密码处理的明文单元和状态值长度为l×m轮函数g包括两个核心变换——代替和置换，分别记为πs和πp，有πs:{0,1}l→{0,1}lπp:{1,2,...,lm}→{1,2,...,lm}在进行轮函数变换前，先用轮密钥和状态值进行异或(称为白化)（1）迭代密码迭代密码的核心是一个密钥编排方案和一个轮函数密钥编排方案对密钥k进行变换，生成Nr个子密钥(也叫轮密钥)，记为k1,k2,...,kNr轮函数g是一个状态加密函数，以ki为密钥对当前状态wr-
6、1进行变换，输出新的状态值wr，即g(wr-1,ki)=wr；轮函数是单射函数，存在一个逆变换g-1，有g-1(wr,ki)=wr-1迭代密码的加密为将密钥k编排成Nr个轮密钥k1,k2,...,kNr，将明文x定义为初始状态w0，经过Nr轮变换得到wNr为密文y，即w0=x,w1=g(w0,k1),w2=g(w1,k2),...wNr-1=g(wNr-2,kNr-1),wNr=g(wNr-1,kNr)y=wNr迭代密码的解密为将密文y定义为初始状态wNr，经过Nr轮逆变换得到w0为明文x，即y=wNr,wNr-1=g-1
7、(wNr,kNr)，wNr-2=g-1(wNr-1,kNr-1)...w1=g-1(w2,k2),w0=g-1(w1,k1),x=w0（2）代替-置换网络(Substitution-PermutationNetwork)39代替-置换网络(Substitution-PermutationNetwork)是一种简单的迭代密码。处理的明文单元和状态值长度为l×m，轮函数g包括两个核心变换——代替和置换，分别记为πs和πp，有πs:{0,1}l→{0,1}lπp:{1,2,...,lm}→{1,2,...,lm}在进行轮函数变换
8、前，先用轮密钥和状态值进行异或(称为白化)（3）SPN密码体制设计设l,m,Nr是正整数,P=C={0,1}lmK⊆({0,1}lm)Nr+1是由初始密钥k用密钥编排算法生成的所有可能的密钥编排方案集合，一个密钥编排方案记为(k1,k2,...,kNr+1)状态值w长度为l×m，记为w1,w2,...,
