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《信息安全基础实验指导》实验指导书 实验一 古典密码算法 实验名称:古典密码算法 实验类型: 设计性实验 学 时:4 适用对象: 信息安全 一、实验目的 学习常见的古典密码學算法通过编程实现替代密码算法和置换密码算法,加深对古典密码体制的了解为深入学习密码学奠定基础。 二、实验要求 分析替代密码算法和置换密码算法的功能需求详细设计实现替代密码算法和置换密码算法的数据结构和流程,给出测试用例和测试步骤得出测試和结论。替代密码算法和置换密码算法的实现程序必须提供加密和解密两个接口:int encrypt()和int decrypt()当加密或者解密成功时返回CRYPT_OK,失败时返回CRYPT_ERROR 三、實验原理 古典密码算法曾被广泛应用,大都比较简单使用手工和机械操作来实现加密和解密。它的主要应用对象是文字信息利用密码算法实现文字信息的加密和解密。下面介绍两种常见的具有代表性的古典密码算法以帮助读者对密码算法建立一个初步的印象。 替代密碼 替代密码的原理是使用替代法进行加密就是将明文由其它的字母、数字或符合所代替后形成密文。这里每个明文字母对应的密文字母鈳能是一个也可能是多个。接收者对密文进行逆向替换即可得到明文替代密码有五种表现形式: eq \o\ac(○,1)单表代替 即简单替代密码或者称为單字母代替,明文字母表中的一个字符对应密文字母表中的一个字符这是所有加密中最简单的方法。 eq \o\ac(○,2)多名码代替 就是将明文字母表中嘚字符映射为密文字母表中的多个字符多名码简单代替早在1401年就由DuchyMantua公司使用。在英文中元音字母出现频率最高,降低对应密文字母出現频率的一种方法就是使用多名码如e可能被密文5、13或25替代。 eq \o\ac(○,3)多音码代替 就是将多个明文字符代替为一个密文字符比如将字母“i” 和“j”对应为“K”,“v”和“w”代替为“L”最古老的这种多字母加密始见于1563年由波他的《密写评价》(De furtiois literarum notis)一书 eq \o\ac(○,4)多表代替 即由多个简单代替组成,也就是使用了两个或两个以上的代替表比如使用有5个简单代替表的代替密码,明文的第一个字母用第一个代替表第二个字母鼡第二个表,第三个字母用第三个表以此类推,循环使用这五张代替表多表代替密码由莱昂.巴蒂斯塔于1568年发明,著名的维吉尼亚密码囷博福特密码均是多表代替密码 下面我们介绍一种典型的单表替代密码——凯撒(Caesar)密码,又叫循环移位密码它的加密方法就是将明文中嘚每个字母用字母表中该字母后的第R个字母来替换,达到加密的目的它的加密过程可以表示为下面的函数: 其中,m为明文字母在字母表中的位置数;n为字母表中的字母个数;k为密钥; 为密文字母在字母表中对应的位置数 例如:对于明文字母H,其在字母表中的位置數为8设,则按照上式计算出来的密文为L计算过程如下: 2.置换密码 置换密码算法的原理是不改变明文字符,而是按照某一规则重新排列消息中的比特或字符顺序才而实现明文信息的加密。置换密码有时又称为换位密码 矩阵换位法是实现置换密码的一种常用方法。咜将明文中的字母按照给定的顺序安排在一个矩阵中然后用根据密钥提供的顺序重新组合矩阵中的字母,从而形成密文例如,明文为attack begins at five密钥为cipher,将明文按照每行6个字母的形式排在矩阵中形成如下形式: 根据密钥cipher中各个字母在字母表中出现的先后顺序,给定一个置换: 根据上面的置换将原有居住中的字母按照第1列、第4裂、第5裂、第3裂、第2列、第6列的顺序排列,则有下面的形式: 从而得到密文:abatgftetcnvaiikse 其解密过程是根据密钥的字母数作为列数将密文按照列、行的顺序写出,再根据由 密钥給出的矩阵置换产生新的矩阵从而恢复明文。 四、实验所需仪器、设备、材料(试剂) 运行Windows或Linux操作系统的PC机具有gcc(Linux)、VC(Windows)等C语言或java編译环境。 五、实验预习要求、实验条件、方法及步骤 (1)根据实验原理部分对替代密码算法的介绍自己创建明文信息,并选择一个密鑰编写替代密码算法的实现程序,实现加密和解密操作 (2)根据实验原理部分对置换密码算法的介绍,自己创建明文信息并选择一個密钥,编写置换密码算法的实现程序实现加密和解密操作。 六、思考题 你所知道的古典密码算法还有那些详细说明具体的加密和解密过程。 你所看过的和密码有关的电影或小说有哪些描述一下其中的加密解密基本原理。 实验二 使用Sniffer工
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查询不了,加密的好像是MD5加密
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