信息安全導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)一

1、實(shí)驗(yàn)編號： 四川師范大學(xué) 信息安全導(dǎo)論 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 2016 年 3 月 30 日 級 班 實(shí)驗(yàn)名稱： 信息安全導(dǎo)論實(shí)驗(yàn) 姓名：_ 學(xué)號：_ 指導(dǎo)老師：_譚良_ 實(shí)驗(yàn)成績:_實(shí)驗(yàn)_1_ 古典密碼算法一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙蠖?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容Caesar密碼單表置換密碼仿射密碼維吉尼亞密碼三 實(shí)驗(yàn)主要流程、基本操作或核心代碼、算法片段（該部分如不夠填寫，請另加附頁）實(shí)驗(yàn)步驟 本練習(xí)主機(jī)A、B為一組，C、D為一組，E、F為一組。    首先使用“快照X”恢復(fù)Windows系統(tǒng)環(huán)境。一手動完成Caesar密碼    （1）在實(shí)驗(yàn)原理部分我們已經(jīng)

2、了解了Caesar密碼的基本原理，那么請同學(xué)們寫出當(dāng)密鑰k=3時(shí)，對應(yīng)明文：data security has evolved rapidly的密文：       GDWD VHFXULWB KDV HYROYHG UDSLGOB            。    （2）進(jìn)入實(shí)驗(yàn)平臺，單擊工具欄中的“密碼工具”按鈕，啟動密碼工具，在向?qū)^(qū)點(diǎn)擊“Caesar密碼”。在明文輸入?yún)^(qū)輸入明文：da

3、ta security has evolved rapidly。將密鑰k調(diào)節(jié)到3，查看相應(yīng)的密文，并與你手動加密的密文進(jìn)行比較。    請根據(jù)密鑰驗(yàn)證密文與明文對應(yīng)關(guān)系是否正確。二Caesar加密    （1）進(jìn)入“加密解密”“Caesar密碼”視圖，在明文輸入?yún)^(qū)輸入明文（明文應(yīng)為英文），單擊“加密”按鈕進(jìn)行加密。    請將明文記錄在這里：    hello world         

4、;            。    （2）調(diào)節(jié)密鑰k的微調(diào)按鈕或者對照表的移位按鈕，選擇合適的密鑰k值，并記下該密鑰k值用于同組主機(jī)的解密。加密工作完成后，單擊“導(dǎo)出”按鈕將密文默認(rèn)導(dǎo)出到Caesar共享文件夾(D:WorkEncryptionCaesar)中，默認(rèn)文件名為Caesar密文.txt。    （3）通知同組主機(jī)接收密文，并將密鑰k通告給同組主機(jī)。    （4）單擊“導(dǎo)入”按鈕，進(jìn)入同

5、組主機(jī)WorkEncryptionCaesar目錄（同組主機(jī)IPWorkEncryptionCaesar），打開Caesar密文.txt。    （5）調(diào)節(jié)密鑰k的微調(diào)按鈕或?qū)φ毡淼囊莆话粹o，將k設(shè)為同組主機(jī)加密時(shí)的密鑰k值，這時(shí)解密已經(jīng)成功。請將明文寫出：    hello world                  。    （6）

6、將解密后的明文與同組主機(jī)記錄的明文比較，請對比明文是否相同。三Caesar密碼分析    （1）本機(jī)進(jìn)入“密碼工具”“加密解密”“Caesar密碼”，在明文輸入?yún)^(qū)輸入明文（要求明文有一定的意義以便讓同組主機(jī)分析）。    請將明文記錄在這里：    can you help me A                   

7、;  。    （2）調(diào)節(jié)密鑰k的微調(diào)按鈕或者對照表的移位按鈕，選擇合適的密鑰k值完成Caesar加密，單擊“導(dǎo)出”按鈕，將密文默認(rèn)導(dǎo)出到Caesar共享文件夾中。    （3）通告同組主機(jī)（不要通告密鑰值k）密文已經(jīng)放在共享文件夾中，讓同組主機(jī)獲取密文。    （4）單擊“導(dǎo)入”按鈕將同組主機(jī)Caesar密文導(dǎo)入。    （5）調(diào)節(jié)密鑰k的微調(diào)按鈕或者對照表的移位按鈕來調(diào)節(jié)密鑰，從而進(jìn)行密碼分析（平均13次，最壞26次破解）。請將破解出的明文和密鑰記錄在這里：&#

8、160;   密鑰k=    9     。    明文       can you help me A                。    （6）將破解后的密鑰和明文與同組主機(jī)記錄的密鑰和明文比較。如果不同請調(diào)節(jié)密鑰k繼續(xù)破解。四源碼

9、應(yīng)用（選做）    設(shè)計(jì)Caesar加密工具，利用Caesar加密算法對文件進(jìn)行加密。    單擊工具欄“VC6”按鈕，啟動VC+6.0。選擇“File”|“Open Workspace”加載工程文件“C:ExpNISEncrypt-LabProjectsCaesarCaesar.dsw”?；诖斯こ踢M(jìn)行程序設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)步驟 1 單表置換密碼    （1）單擊“密碼工具”按鈕，進(jìn)入“加密解密”“單表置換”“加密/解密”視圖，與同組主機(jī)協(xié)商好一個(gè)密鑰詞組k=   goo

10、d boy       。    （2）根據(jù)“單表置換”實(shí)驗(yàn)原理計(jì)算出置換表。    （3）計(jì)算完成置換表以后，在明文輸入?yún)^(qū)輸入明文，單擊“加密”按鈕用置換表的對應(yīng)關(guān)系對明文進(jìn)行加密，加密完成后，單擊“導(dǎo)出”按鈕，將密文導(dǎo)出到SingleTable共享目錄中，并通告同組主機(jī)獲取密文。    請將明文記錄在這里：       would you like some cake

11、60;              。    （4）單擊“導(dǎo)入”按鈕將同組主機(jī)單表置換密文導(dǎo)入，根據(jù)同組主機(jī)置換表完成本機(jī)置換表，單擊“解密”按鈕對密文進(jìn)行解密。    （5）本機(jī)將解密后的明文與同組主機(jī)記錄的明文對照，如果雙方的明文一致，則說明實(shí)驗(yàn)成功，否則說明本機(jī)或同組主機(jī)的置換表計(jì)算錯(cuò)誤。2 二單表置換密碼分析    （1）圖5-2-1是由統(tǒng)計(jì)學(xué)得出的英文字母相對頻率表。圖

12、5-2-1    由圖5-2-1可以看出，英文字母E出現(xiàn)的頻率最高，而J和Z出現(xiàn)的頻率最低，這樣，就可以通過英文字母出現(xiàn)的頻率大致上判定單表置換密碼的置換表，從而得到明文。    （2）本機(jī)進(jìn)入“密碼工具”“加密解密”“單表置換”“密碼分析”頁面，單擊“導(dǎo)入”按鈕，將密文“單表置換密碼分析密文.txt”導(dǎo)入，單擊“統(tǒng)計(jì)”按鈕，統(tǒng)計(jì)密文中每個(gè)字母出現(xiàn)的頻率，回答下列問題：    在密文中出現(xiàn)頻率最高的字母是   A     &#

13、160; 。    與上表比較，它可能是由字母    e      置換的。    （3）置換表組框中點(diǎn)擊“解密”按鈕，這時(shí)將得到一個(gè)明文。然而此時(shí)的明文并不是最終要得到的，可以通過明文的特征和各個(gè)字母的比例來調(diào)節(jié)置換表中的對應(yīng)關(guān)系，從而得到正確的明文。    例如，明文第一段和置換表如圖5-2-2所示。圖5-2-2     根據(jù)明文我們可猜測圖中畫線的單詞“soe dldar”應(yīng)該為“

14、she didnt”。首先在置換表中找到明文小寫字母o對應(yīng)的密文大寫字母E，然后改變置換表，使猜測的h對應(yīng)E，依此類推則i對應(yīng)F，n對應(yīng)M，t對應(yīng)T，變換后的置換表如圖5-2-3所示。圖5-2-3    單擊“解密”按鈕，得到明文如圖5-2-4所示。圖5-2-4依此類推便可以得到明文，請根據(jù)你的置換表填寫表5-2-1。表5-2-1abcdefghijklmCHINABDEFZJKLnopqrstuvwxyzMOPQRSTUVWXYG三源碼應(yīng)用（選做）    設(shè)計(jì)單表置換加密工具，利用單表置換加密算法對文件進(jìn)行加密。 

15、0;  單擊工具欄“VC6”按鈕，啟動VC+6.0。選擇“File”|“Open Workspace”加載工程文件“C:ExpNISEncrypt-LabProjectsSingleTablesingletable.dsw”。基于此工程進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。 仿射密碼 實(shí)驗(yàn)步驟 1.單擊“密碼工具”按鈕，進(jìn)入“加密解密”“仿射密碼”“加密/解密”視圖，與同組主機(jī)協(xié)商好密鑰ka= 17 和密鑰kb= 15 。注：此處的密鑰ka需要與26互質(zhì)。2.在明文輸入?yún)^(qū)輸入明文，單擊“加密”按鈕對明文進(jìn)行加密，加密完成后，單擊“導(dǎo)出”按鈕，將密文導(dǎo)出到D:Work共享目錄中，并通告同組主機(jī)獲取密文。 請將明文記錄在這里： hello world! 。3.單擊“導(dǎo)入”按鈕將同組主機(jī)仿射密碼密文導(dǎo)入，填入與同組主機(jī)協(xié)商好的密鑰ka和kb，單擊“解密”按鈕對密文進(jìn)行解密。4.本機(jī)將解密后的明文與同組主機(jī)記錄的明文對照，如果雙方的明文一致，則說明實(shí)驗(yàn)成功，否則說明本機(jī)或同組主機(jī)的仿射密碼計(jì)算錯(cuò)誤。 維吉尼亞密碼1.單擊“密碼工具”按鈕，進(jìn)入“加密解密”“維吉尼亞密碼”“加密/解密”視圖，與同組主機(jī)協(xié)商好密鑰= 3245 。2.在明文輸入?yún)^(qū)輸入明文，單擊“加密”按鈕對明文進(jìn)行加密，加密完成后，單擊“導(dǎo)出”按鈕，將密文導(dǎo)出到D:Work共享目錄中，并通告同組主