对称密码算法实验教程new

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1、第3章对称密码算法3.1AES【实验目的】通过对AES算法的C源程序代码进行修改，了解和掌握分组密码体制的运行原理和编程思想。【原理简介】AES是1997年1月由美国国家标准和技术研究所（NIST）发布公告征集的新一代数据加密标准，以替代DES加密算法。其为对称分组密码，分组长度为128b，密钥长度支持128b、192b、256b。在最终的评估中，凭借各种平台实现性能的高效性，VincentRijnmen和JoanDaemen提出的Rijndael算法胜出，最终被国际标准化组织确定为新一代数据加密标准AES。有关算法的详细介绍请参阅相关参考书。【实验环境】安装操作系统是Windows、L

2、inux的PC一台，且其上安装有一种C语言编译环境。【实验步骤】本实验使用的是Rijndael的作者在《高级加密标准（AES）算法——Rijndael的设计》（中文版已由清华大学出版社发行）附录中给出的参考代码。该代码演示了在明文和密钥均为全0时，不同分组、不同密钥长度下进行AES加解密的结果。本实验也可从https://github.com/libtom/libtomcrypt/blob/master/src/ciphers/aes/aes.c下载AES的实现源码。请读者分析代码，找出各个部分是由哪个函数实现的，并了解函数实现的具体过程。选取密钥长度和分组长度均为128b，试修改上述代

3、码，完成以下实验。（1）全0密钥扩展验证：对于128b全零密钥，请利用KeyExpansion函数将密钥扩展的结果填入表3-1中。表3-1各轮的扩展密钥第0轮00000000000000000000000000000000第4轮第1轮62636363626363636263636362636363第9轮第2轮第10轮第3轮网络安全实验教程（第2版）（2）修改程序，在表3-2中填写第1轮、第2轮的中间步骤测试向量。LEGEND–roundr=0to10Input:cipherinputStart:stateatthestartofround[r]S_box:stateafters_boxs

4、ubstitutionS_row:stateaftershiftrowtransformationM_col:stateaftermixcolumntransformationK_sch:keyachedulevalueforround[r]Output:cipheroutputPLAINTEXT:3243F6A8885A308D313198A2E0370734KEY:2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3CENCRYPT:16byteblock,16bytekey表3-2第1轮、第2轮的中间步骤测试向量R[00].input3243F6A8885A308D313

5、198A2E0370734R[00].k_sch2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3CR[01].start193DE3BEA0F4E22B9AC68D2AE9F84808R[01].s_boxR[01].s_rowR[01].m_colR[01].k_schR[02].startR[02].s_boxR[02].s_rowR[02].m_colR[02].k_sch（3）修改该程序，使其可在（128，128）模式下进行文件的加解密，并对某文档进行加解密，观察解密后与原文是否相同。如有不同，试考虑如何解决。再用该程序加密流媒体文件，观察解密后是否能够正确完整播放

6、。（4）计算加解密的效率，并进行一定的优化使加密效率提高。【实验报告】（1）简述AES算法每个输入分组的长度及格式。（2）简述AES算法每轮加密过程的4个步骤。（3）填写上面的表格。【思考题】计算加解密的效率，并进行一定的优化使加密效率提高。36第3章对称密码算法3.2DES中【实验目的】通过对DES算法的代码编写，了解分组密码算法的设计思想和分组密码算法的工作模式。【原理简介】DES是DataEncryptionStandard（数据加密标准）的缩写。它是由IBM公司研制的一种加密算法，美国国家标准局于1977年公布把它作为非机要部门使用的数据加密标准，三十多年来，它一直活跃在国际保密

7、通信的舞台上，扮演了十分重要的角色。DES是一个分组加密算法，分组长度为64b，密钥长度也为64b，但因为含有8个奇偶校验比特，所以实际密钥长度为56b。DES算法是迄今为止使用最为广泛的加密算法，由于计算能力的发展，DES算法的密钥长度已经显得不够安全了，所以目前DES的常见应用方式是DES_EDE2，即三重DES，采用加密—解密—加密三重操作完成加密，其中加密操作采用同一密钥，解密操作采用另一密钥，有效密钥长度为112b。有关算