【精品】密码学基础课程设计指导书

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1、二、课程设计步骤课程设计步骤要求如下：1.模型从数学的角度看，解决任何问题都要建立一个数学模型，对于密码学來说更是如此。我们还可以认为，数据结构中的存储结构也是模型。于是这一部分的任务就是建立起问题的逻辑结构和存储结构，为算法设计和编码实现打下基础。2.算法这一部分对同学们的要求是能看懂书上的常川算法，并对其屮的参数可以进行调整和设置，能实现和应用它们。3.程序编码实现得到程序。4.测试5.提交课程设计报告三、课程设计报告编写要求课程设计报告开头标明课程设计题目、设计者的班级、姓名、学号和完成日期，内容包括：模型、算法、程序、测试四个部分。四、设计要求第1题和笫

2、3题每个学牛都要做，笫2,4,5题只要选做一题。五、课程设计题目题目1仿射密码的攻击1.问题描述仿射密码系统用五元组(P,C,K,E,D)表示，设P=C={计算机学院网络工程信息安全，我们热爱中华人民共和国。大家…}•现在截获了一段密文“和院程安我爱计”。请编程分析出明文。2.基本要求程序要求界面友好，口动分析程度高，能输出加密所用的密钥和明文。1.实现提示%1中请三个字符数组Z,C,MoZ={计算机学院网络工程信息安金，我们热爱中华人民共和国。大家},O“和院程安我爱计”，保存分析所得的明文。%1密文是通过ek(m)=am+bmod28得到的，为了解密我们使用

3、dk(c)=a_1(c-b)mod28。这里有一个函数要先实现：intgcd(intn,intm)Iintr,temp;if(n

4、;b++){对数组C进行处理，输出k二(a,b)和M,M有意义程序结束，分析完成。}}；elsecontinue;题目2RSA密码系统的实现1•问题描述RSA密码系统可具体描述为：取两个大素数p和q,令n=pq,N=(p-l)(q-1),随机选择整数d,满足gcd(d,N)=1,ed=lmodNo公开密钥：k1=(n,e)私有密钥:k2=(p,q,d)加密算法:对于待加密消息m,其对应的密文为c=E(m)=me(modn)解密算法:D(c)=cd(modn)2,基本要求p,q,d,e参数选取合理，程序耍求界血友好，自动化程度高。3.实现提示%1要实现一个真实的R

5、SA密码系统，主要考虑对大整数的处理。P和q是1024位的，n取2048位。%1产生人素数的方法分两种：(1)确定性素数产牛方法确定性索数产生方法产生的数必然是索数。然而其产生的索数却带有一定的限制。假若算法设计不佳，便容易构造出带有规律性的素数，使密码分析者能够分析出素数的变化，进而对以猜到该系统中使用的素数。此类方法主耍有两类，即基于Lucas定理和基于Pocklington定理的确定性索数产生方法。这里简单介绍基于Lucas定理的确定性素数产生方法。此方法需要求得素数n-l的全部素因子。Lucas定理：设nGN,存在一个正整数a,l

6、modn),且对于nT的每一个素q,均满足aG1H"modnHl,则n为素数。(2)概率性索数产生方法概率性索数产生方法产生的数仅仅是伪索数。其缺点在于，尽管其产生合数的可能性很小，但是这种可能性仍然存在：其优点是产牛的伪素数没有规律性，而且产生的速度也比较快。此类方法是生成大素数的主要方法，其中较著名的算法有:Mi11erRabin算法、Solovay-Strassen算法等。本文讨论MillerRabin算法。MillerRabin素性测试法是在实际中应用非常广的一种素性测试方案，可以用来判定某随机数是否为索数。其定义如F：设n>2是一个奇数，设n-l=2s

7、m,其中s是非负整数，m>0是奇数，设02,随即均匀的选取序列bl,b2...,bke{1,2,...,n-1},对n进行k次Miller-Rabin素性测试，如果每次输出都为“n可能是索数”，贝上是合数的概率小于1/＜当k足够大吋，1/十是一个十分小的数。同学们在具体实现时，为了提高速度最好以空间换时间，在主程序运行前先构造一个大索

8、数表。MD5的实现1.问