实 验 报 告
实验一
（实验）课程名称 信息安全技术
实验名称 DES加密算法的简单实现
实 验 报 告
一、实验室名称： 电子学院213机房
二、实验项目名称：DES加密算法的简单实现
三、实验学时：2学时
四、实验原理：
DES的描述
DES是一种分组加密算法，他以位为分组对数据加密。位一组的明文从算法的一端 输入，位的密文从另一端输出。DES是一个对称算法：加密和解密用的是同一个算法（除密钥编排不同以外）。
密钥的长度为56位(密钥通常表示为位的数，但每个第8位都用作奇偶检验，可以忽略)。密钥可以是任意的56位数，且可以在任意的时候改变。
DES算法的入口参数有3个：Key，Data，Mode。其中Key为8个字节共位，是DES算法 的工作密钥；Data也为8个字节位，是要被加密或解密的数据：Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密。
DES算法的工作过程：若Mode为加密，则用Key对数据Data进行加密，生成Data的密码 形式（位）作为DES的输出结果；若Mode为解密，则用Key对密码形式的数据Data解密，还 原为Data的明码形式（位）作为DES的输出结果。
DES算法详述
DES算法把位的明文输入块变为位的密文输出块，他所使用的密钥也是位，DES对 位的明文分组进行操作。通过一个初始置换，将明文分组分成左半部分和右半部分，各32位长。然后进行16轮相同的运算，这些相同的运算被称为函数f，在运算过程中数据和密钥相结合。经过16轮运算后左、右部分在一起经过一个置换（初始置换的逆置换），这样算法就完成了。
（1）初始置换
其功能是把输入的位数据块按位重新组合，并把输出分为L0，R0两部分，每部分各长32位，
即将输入的第58位换到第1位，第50位换到第2位，…，依次类推，最后一位是原来的第7位，L0，R0则是换位输出后的两部分，L0是输出的左32位，R0是右32位。
（2）逆置换
经过16次迭代运算后，得到L16，R16，将此作为输入进行逆置换，即得到密文输出。逆置换正好是初始置换的逆运算。例如，第1位经过初始置换后，处于第40位，而通过逆置 换，又将第40位换回到第1位。
（3）函数f(Ri,Ki)的计算
“扩展置换”是将32位放大成48位，“P盒置换”是32位到32位换位，
在（Ri,Ki）算法描述图中，选择函数功能是把6 b数据变为4 b数据。
(4)子密钥Ki(48 b)的生成算法
开始，由于不考虑每个字节的第8位，DES的密钥从位变为48位，如表6所示，首先56位 密钥被分成两个部分，每部分28位，然后根据轮数，两部分分别循环左移l或2位。
DES算法规定，其中第8，16，…，位是奇偶校验位，不参与DES运算。故Key实际可用 位数只有56位。即：经过密钥置换表的变换后，Key的位数由位变成了56位，此56位分为C 0，D0两部分，各28位，然后分别进行第一次循环左移，得到C1，D1，将C1(28位)，D1(28位 )合并得到56位，再经过压缩置换，从而便得到了密钥K0(48位)。依次类推，便可得到K1，K 2，…，K15。需要注意的是，16次循环左移对应的左移位数要依据表7所示的规则进行。
以上介绍了DES算法的加密过程。DES算法的解密过程是一样的，区别仅在于第一次迭代时用子密钥K15，第二次是K14，…，最后一次用K0，算法本身并没有任何变化。
五、实验目的：
目的：实现DES算法算法并掌握其原理。
六、实验内容：
a)熟悉DES算法的基本原理；
b)依据所算则的算法，编程实现该该算法；
c)执行程序并分析结果；
七、实验器材（设备、元器件）：
PC微机一台
八、实验步骤：
a)选择并熟悉一种密码算法。
b)编写概要设计，详细设计报告
c)使用visual c++工具，编码.
d)调试及测试
九、实验数据及结果分析：
明文差一位，密钥相同，比较密文差异
密钥12345678
明文12345678 密文96D0028878D58C
明文12345679 密文4112EF16D979F608
test.txt：明文12345678
test2.txt：密钥12345679
程序执行成功后
test3.txt：密钥12345678
十、实验结论：
如图所示，DES算法正确运行。
十一、总结及心得体会：
通过本次实验，我对DES算法的加密解密原理有了一定的了解，熟悉了用DES算法对字符串和对文件进行加密。DES算法比较复杂，做加密解密实验时用DES算法来做难度有点大，一开始我还不太能理解。以后可以写个简单点的算法来实现。
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