实验3 对称密码算法des.doc

实验3的主题是对称密码算法DES，这是一种经典的分组加密算法，用于保护数据的安全。DES（Data Encryption Standard）是由IBM在1970年代初开发，后来被美国国家标准局（NBS）采纳为标准的加密算法。 DES算法的核心特点是它的分组加密性质，它将明文数据分为64位的块进行处理。尽管每个数据块看似有64位，但实际参与加密运算的只有56位，因为其中的第8位和第56位是校验位，不用于计算。DES使用了16轮的迭代过程，每轮都包括一系列复杂的操作，如置换、异或、函数F等，这些操作旨在实现混淆和扩散，增强加密的强度。 混淆是DES设计中的一个重要概念，它使得密文与明文和密钥之间的关系变得极其复杂，难以通过数学分析破解。而扩散则意味着任何明文或密钥的微小变化都将影响到大量密文位，这使得通过统计分析攻击变得困难。 实验中要求理解并写出DES算法的16轮加密和解密流程。每一轮都包括选择子密钥、扩展置换、非线性函数F、行位移、列置换和子密钥异或等步骤。子密钥的生成是从原始的56位密钥经过一系列置换和旋转操作产生的，总共生成16个不同的48位子密钥，分别用于16轮加密。 实验还要求下载已经实现的DES算法程序，使用这个程序对文件进行加密和解密，并提交代码和执行结果。此外，需要对比加密前后的十六进制数据，当修改一个位时，观察密文的变化，以进一步理解DES的扩散特性。 在实验环境中，可以使用安装了C语言编译器的Windows或Linux系统，例如VC++（Windows）或gcc（Linux）。实验步骤包括编写和运行C语言程序，该程序应该实现DES算法，并能读取文件，进行加密和解密操作。 实验3对于理解DES算法的工作原理及其在实际应用中的操作提供了实践经验，同时也强调了密码学中混淆和扩散的重要性。通过实际操作，学生可以更深入地学习和掌握这一经典加密技术。