内容发布更新时间 : 2024/4/25 9:52:12星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验序号：09

《密码学》课程设计实验报告

实验项目名称：分组密码工作模式

学 号 姓 名 专业、班 时间 计算机学院 楼信息 实验地点 指导教师 安全实验室 一、 实验目的及要求 教学目的： (1) 掌握分组密码的基本概念； (2) 掌握 DES、AES、SMS4 密码算法； (3) 了解分组密码 DES、AES、SMS4 的安全性； (4) 掌握分组密码常用工作模式及其特点； (5) 熟悉分组密码的应用。 实验要求： (1) 掌握分组密码的 ECB、CBC、OFB、CFB、CTR 等常用工作模式； (2) 掌握分组密码的短块加密技术； (3) 熟悉分组密码各工作模式的（数据掩盖、错误传播、效率等）特点； (4) 利用分组密码工作模式和短块处理技术实现任意长度输入的加密与解密。 二、实验设备（环境）及要求 Windows 操作系统，高级语言开发环境 三、实验内容与步骤 1. 分组密码的常用工作模式 （1） 电码本模式 ECB （2） 密文链接模式 CBC （3）输出反馈模式 OFB （4）密文反馈模式 CFB （5）X CBC 模式 （6）计数器模式 2. 分组密码的短块处理技术

（1）填充法

参考 X CBC 模式的填充方案

（2）序列密码加密法

（3）密文挪用技术

3. 各工作模式的特点比较

设明文 M=（M1 ，M2 ，…，Mn ），相应的密文 C=( C1 ，C2 ，…，Cn )。试完成下列实验，

总结各工作模式的特点，并完成表格 1：

（1）选择输入消息 Mi ＝Mj ，判断是否满足 Ci =Cj ？对于不同的工作模式分别进行上述实验，

得出各工作模式是否能够掩盖明文中的数据模式的判断。

（2）选择篡改输入明文中的某个分块 Mi ，并将加密后的结果与正确的密文之间进行对比。

对于不同的工作模式分别进行上述实验，得出各工作模式是否具有加密错误传播无界特性的

判断。

（3）选择篡改输入密文中的某个分块 Ci ，并将解密后的结果与正确的明文之间进行对比。

对于不同的工作模式分别进行上述实验，得出各工作模式是否具有解密错误传播无界特性的

判断。

（4）比较不同的工作模式对于输入消息长度的要求。

（5）比较不同的工作模式的执行效率。

4. 短块处理技术的比较

设明文实际长度不是分组长度的整倍数，试使用填充法、序列密码加密法、密文挪用技术进

行处理。总结这三种方法的特点，并完成表格 2：

（1）是否造成短块数据扩张；

（2）试分析三种方案的安全性（提示：假设攻击者进行选择明文攻击）

四、实验结果与数据处理 表 1：各工作模式的特点 工作模式 电码本模 明密文链 密文链接 输出反馈 密文反馈 XCBC 模 计数器模 式 ECB 接模式 模式 CBC 模式 OFB 模式 CFB 式 式 CTR 能否掩盖 数据模式 加密错误 传播无界 解密错误 传播无界 是否改变 消息长度 能否处理 消息短块 执行速度 短块处理方式 填充 序列密码加密 密文挪用 短块数据扩张 实现难度 安全性 五、分析与讨论 六、教师评语 成绩 签名： 日期：