信息安全实验

原创于 2024-04-06 16:38:15 发布 · 953 阅读

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#c++ #职场和发展 #信息安全

本文介绍了基于3DES加解密算法的编程实现，涉及DES加密与解密、填充方式选择、CBC模式以及文件操作。实验任务包括将二进制转换为十六进制，以及分析重要函数和绘制流程图。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

实验内容：基于3DE加解密算法，编程实现对任意文件实现加解密的软件。

一、编程实现DES加密和解密算法，并使用DES加解密算法实现3DES加解密算法。

二、选择一种填充方式，对需要加密的文件进行填充（解密要去掉填充部分）,可以选择的填充方法参考https://www.jianshu.com/p/16e1cbc0b7a9

三、DES的加解密的工作模式，采用密码分组链接（CBC)模式

四、读取/写入被加密/解密文件时，采用字节流的形式进行文件读取/写入(字节流的查看，可以使用UltraEdit的十六进制查看模式，一款功能强大实用的专业文本编辑器，可以轻松的查看十六进制）

完成实验后，需要提交实验报告（包括：重要函数的功能分析和流程图）

1、DES算法的入口参数有三个: Key、Data、Mode。

      其中Key为8个字节共64位，是DES算法的工作密钥；

　　      Data也为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；

　　      Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密。
      2、DES算法过程：

　　如果mode为加密，则用Key 去把数据Data进行加密，生成Data的密码形式（64位）作为DES的输出结果；

　　如果mode为解密，则用Key去把密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式（64位）作为DES的输出结果。

3、DES算法步骤

       DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块，它所使用的密钥也是64位（实际用到了56位，第8、16、24、32、40、48、56、64位是校验位，使得每个密钥都有奇数个1），其算法主要分为两步：
   ①初始置换
       其功能是把输入的64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，其置换规则为将输入的第58位换到第一位，第50位换到第2位……依此类推，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，例：设置换前的输入值为D1D2D3……D64，则经过初始置换后的结果为: L0=D58D50……D8；R0=D57D49……D7。
    其置换规则见下表：
    58，50，42，34，26，18，10，2，60，52，44，36，28，20，12，4，
    62，54，46，38，30，22，14，6，64，56，48，40，32，24，16，8,
    57，49，41，33，25，17，9， 1，59，51，43，35，27，19，11，3，
    61，53，45，37，29，21，13，5，63，55，47，39，31，23，15, 7
   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,逆置换正好是初始置换的逆运算，由此即得到密文输出。
     此算法是对称加密算法体系中的代表,在计算机网络系统中广泛使用。

4、DES算法实现
    见 "三、算法实现"

二、3DES算法

       3DES(又称Triple DES)，是进行了三重数据加密，即：每个数据块进行了三次DES加密算法，使用3条64位的密钥对数据进行三次加密，故比DES加密更为安全，更难破解。

   1、加密算法，其具体实现如下：

      设Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密过程，K代表DES算法使用的密钥，M代表明文，C代表密文：
        3DES加密过程为：C=Ek3(Dk2(Ek1(M)))
        3DES解密过程为：M=Dk1(EK2(Dk3(C)))

      注：K1、K2、K3决定了算法的安全性，若三个密钥互不相同，本质上就相当于用一个长为168位的密钥进行加密。多年来，它在对付强力攻击时是比较安全的。若数据对安全性要求不那么高，K1可以等于K3。在这种情况下，密钥的有效长度为112位。