PAGE《密碼學基礎》實驗指導20/20學年第學期班級：組號：組長：實驗地點：指導教師：計算機科學與工程學院2009年10月PAGEI實驗目錄實驗一、熟悉CAP4 1實驗二古典密碼算法Playfair密碼 3實驗三古典密碼算法仿射密碼 5實驗四古典密碼算法Vigenère密碼 7實驗五、對稱密碼算法DES 9實驗六、對稱密碼算法IDEA 11實驗七、對稱密碼算法AES 13實驗八、非對稱密碼算法RSA 15實驗九、數(shù)字簽名算法DSS 17實驗十、HASH算法MD5 19PAGE20實驗一、熟悉CAP4實驗目的通過實驗，使學生對密碼學有一定的感性認識；學會正確使用CAP（CryptographicAnalysisProgramv4）軟件，驗證課堂中所學的古典密碼算法；為學習現(xiàn)代密碼算法及其應用奠定基礎。實驗內(nèi)容及要求1、熟悉使用CAP4軟件2、使用CAP4，驗證課本中的一些加密算法，如凱撒密碼、仿射密碼等。實驗結果（可續(xù)頁）（續(xù)前頁）后記實驗二古典密碼算法Playfair密碼實驗目的通過編程實現(xiàn)替代密碼算法和置換密碼算法，加深對古典密碼體制的了解，為深入學習密碼學奠定基礎。實驗環(huán)境運行Windows或Linux操作系統(tǒng)的PC機，具有GCC(Linux)、VC(Windows)等C語言編譯環(huán)境。實驗內(nèi)容及要求根據(jù)對Playfair密碼算法的介紹，自己創(chuàng)建明文信息，并選擇一個密鑰，編寫替代密碼算法的實現(xiàn)程序，實現(xiàn)加密和解密操作。與CAP4的運算結果進行比較。實驗結果（可續(xù)頁）（續(xù)前頁）后記實驗三古典密碼算法仿射密碼實驗目的通過編程實現(xiàn)替代密碼算法和置換密碼算法，加深對古典密碼體制的了解，為深入學習密碼學奠定基礎。實驗環(huán)境運行Windows或Linux操作系統(tǒng)的PC機，具有GCC(Linux)、VC(Windows)等C語言編譯環(huán)境。實驗內(nèi)容及要求根據(jù)對仿射密碼算法的介紹，自己創(chuàng)建明文信息，并選擇一個密鑰，編寫替代密碼算法的實現(xiàn)程序，實現(xiàn)加密和解密操作。與CAP4的運算結果進行比較。實驗結果（可續(xù)頁）（續(xù)前頁）后記實驗四古典密碼算法Vigenère密碼實驗目的通過編程實現(xiàn)替代密碼算法和置換密碼算法，加深對古典密碼體制的了解，為深入學習密碼學奠定基礎。實驗環(huán)境運行Windows或Linux操作系統(tǒng)的PC機，具有GCC(Linux)、VC(Windows)等C語言編譯環(huán)境。實驗內(nèi)容及要求根據(jù)對Vigenère密碼算法的介紹，自己創(chuàng)建明文信息，并選擇一個密鑰，編寫替代密碼算法的實現(xiàn)程序，實現(xiàn)加密和解密操作。與CAP4的運算結果進行比較。實驗結果（可續(xù)頁）（續(xù)前頁）后記實驗五、對稱密碼算法DES實驗目的通過用DES算法對實際數(shù)據(jù)進行加密和解密來深刻了解DES的運行原理。實驗環(huán)境運行Windows或Linux操作系統(tǒng)的PC機，具有GCC(Linux)、VC(Windows)等C語言編譯環(huán)境。實驗內(nèi)容及要求1、算法分析。對加密解密時主要用到的五個函數(shù)進行分析。密鑰生成函數(shù)加密函數(shù)解密函數(shù)測試函數(shù)密鑰長度檢驗函數(shù)2、使用實例分析。實驗結果（可續(xù)頁）（續(xù)前頁）后記實驗六、對稱密碼算法IDEA實驗目的通過用IDEA算法對實際數(shù)據(jù)進行加密和解密來深刻了解IDEA的運行原理。實驗環(huán)境運行Windows或Linux操作系統(tǒng)的PC機，具有GCC(Linux)、VC(Windows)等C語言編譯環(huán)境。實驗內(nèi)容及要求1、算法分析。對加密解密時主要用到的五個函數(shù)進行分析。密鑰生成函數(shù)加密函數(shù)解密函數(shù)測試函數(shù)密鑰長度檢驗函數(shù)2、使用實例分析。實驗結果（可續(xù)頁）（續(xù)前頁）后記實驗七、對稱密碼算法AES實驗目的通過用AES算法對實際數(shù)據(jù)進行加密和解密來深刻了解AES的運行原理。實驗環(huán)境運行Windows或Linux操作系統(tǒng)的PC機，具有GCC(Linux)、VC(Windows)等C語言編譯環(huán)境。實驗內(nèi)容及要求1、算法分析。對加密解密時主要用到的五個函數(shù)進行分析。密鑰生成函數(shù)加密函數(shù)解密函數(shù)測試函數(shù)密鑰長度檢驗函數(shù)2、使用實例分析。實驗結果（可續(xù)頁）（續(xù)前頁）后記實驗八、非對稱密碼算法RSA實驗目的通過實驗，使學生理解進程與程序的區(qū)別，加深對進程概念的理解；掌握進程并發(fā)執(zhí)行的原理，理解進程并發(fā)執(zhí)行的特點，區(qū)分進程并發(fā)執(zhí)行與串行執(zhí)行；了解fork()系統(tǒng)調(diào)用的返回值，掌握用fork()創(chuàng)建進程的方法；熟悉wait、exit等系統(tǒng)調(diào)用。實驗環(huán)境運行Windows或Linux操作系統(tǒng)的PC機，具有GCC(Linux)、VC(Windows)等C語言編譯環(huán)境。實驗內(nèi)容及要求1、算法分析。為了加深對RSA算法的理解，根據(jù)已知參數(shù)：p=3,q=11,M=2,手工計算公私鑰，并對明文進行加密，然后進行解密。2、編寫一個程序，隨機選擇3個較大的數(shù)x、e、n,然后計xemodn,記錄程序運行時間。實際應用中的素數(shù)為p,q一般為512位，n為1024位。這樣的大數(shù)在計算機上如何表示、如何進行運算，查閱資料并給出簡單說明。3、找出實際可行的素性檢測方法，判斷隨機選取的大數(shù)是否為大素數(shù)。4、在密碼算法庫中，找出關于RSA算法的部分，并且基于標準輸入輸出，寫一段用RSA加密文件的程序。5、使用實例分析。運行程序RSATOOL加密一大段文字，記錄程序的運行時間，再使用DES加密相同的文字，比較兩種算法的速度。實驗結果（可續(xù)頁）（續(xù)前頁）后記實驗九、數(shù)字簽名算法DSS實驗目的通過用對數(shù)字簽名算法的實際操作，理解DSS的基本工作原理。實驗環(huán)境運行Windows或Linux操作系統(tǒng)的PC機，具有GCC(Linux)、VC(Windows)等C語言編譯環(huán)境。實驗內(nèi)容及要求在密碼算法庫中，找出關于DSA算法的部分，并且基于標準輸入輸出，寫一段用DSA對文件進行簽名和驗證的程序。對現(xiàn)有的簽名算法進行比較。實驗結果（可續(xù)頁）（續(xù)前頁）后記實驗十、HASH算法MD5實驗目的通過實際編程了解MD5算法，加深對MD5的性質(zhì)、原理的理解。實驗環(huán)境運行Windows或Linux操作系統(tǒng)的PC機，具有GCC(Linux)、VC(Wind