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1、 本科毕业设计(论文)题目：基于对称密码的加密算法设计院 （系）： 电子信息工程学院 专 业： 电子信息科学与技术班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2011年 06月基于对称密码的加密算法设计摘 要随着信息技术的发展，人们在享受信息资源所带来的巨大的利益的时，也面临着信息安全的严峻考验，信息安全已经成为世界性的现实问题，同时，信息安全问题也是人们能否护自己的个人隐私的关键，于是，信息加密就变得尤为重要。本文首先介绍了对称加密算法的研究意义和研究背景，接着说明了密码原理与DES加密原理，着重介绍了DES加密算法的原理步骤，核心算法主要分为子密钥的生成和加密流程循环，其中子密钥核心为置换和
2、移位，主流程序主要包括16次迭代，F函数，S盒运算等，再次，介绍matlab的使用和基于matlab的算法编程以及matlab gui的生成及界面的友好性和美观化设置，最后讨论了同类优秀作品。 本论文最终实现能在matlab用户界面上任意输入加密数据和密钥，经加密后输出16位十六进制密文数据。关键词：加密；数据加密；密码体制；DES；RSABased on symmetrical password encryption algorithm design AbstractWith the development of information society, people enjoy the g
3、reat benefits brought information resources about, also faces a severe test of information security, information security has become the worlds real problems, at the same time, the problem of information security is also can protect your personal people, then, the key to privacy information encrypti
4、on is especially important.This paper first introduced the symmetrical encryption algorithm research significance and research background, and then illustrates the password principle and DES encryption principle, introduces the principle of the encryption algorithm DES steps, main algorithm are divi
5、ded into the son key generation and encryption process cycle, which key work for replacement and shift, the mainstream procedure is composed of 16 iteration, F function, S box of operation and so on, another ，is introduced matlab again and use of matlab algorithm based on matlab programming ， the ge
6、neration of GUI interface，the friendly and beauty Settings, finally discussed the excellent papers with the same topic.This paper finally finish the work which can get any input data and encryption keys in matlab interface, and output 16 datas with hex plaintext after encryption .Keywords: Encryptio
7、n; DES encryption; Cryptosystem; DES; RSA目 录摘 要IAbstractII第一章 课题的研究背景和意义11.1前言11.2密码学的发展与国内外研究现状21.2.1密码学的研究背景21.2.2密码学的研究发展21.2.3密码加密的国内外研究41.3本文主要研究内容51.4本章小结5第二章 对称加密算法理论62.1密码原理介绍62.1.1密码原理62.1.2密码体制62.2分组加密算法72.2.1加密算法DES介绍72.2.2加密算法AES介绍92.3本章小结9第三章 加密算法设计103.1数据加密过程103.2子密钥的产生过程123.3加密算法步骤解析1
8、43.3.1变换密钥143.3.2数据的加密操作153.4优点与缺点193.5本章总结19第四章 设计实现204.1 论文所涉及的平台和工具：204.1.1 MATLAB 介绍：204.1.2 Matlab GUI工具介绍：224.1.3 使用Matlab GUI工具生成endes.m，endes.fig文件。234.2 DES加密过程图示：234.2.1 输入有误时界面提示234.2.2 输入无误时，输出正确答案254.3 DES 加密过程matlab主要函数274.5 测试分析284.6 相同课题优秀成果讨论284.7 本章总结31心得体会32参考文献33致谢34总结35毕业设计（论文）知
9、识产权声明36毕业设计（论文）独创性声明37附录：38第一章 课题的研究背景和意义1.1前言信息安全是一个综合性的交叉学科领域，广泛涉及数学、密码学、计算机、通信、控制、人工智能、安全工程、人文科学等诸多学科，是近几年迅速发展的一个热点学科领域。信息对抗和网络安全是信息安全的核心热点，它的研究和发展又将刺激、推动和促进相关学科的研究与发展。至今，密码技术是取得信息安全性最有效的一种方法, 密码技术是信息安全的核心技术。1加密技术包括两个元素：算法和密钥。算法是将普通的文本（或者可以理解的信息）与一串数字（密钥）的结合，产生不可理解的密文的步骤，密钥是用来对数据进行编码和解码的一种算法。在安全保
10、密中，可通过适当的密钥加密技术和管理机制来保证网络的信息通讯安全。密钥加密技术的密码体制分为对称密钥体制和非对称密钥体制两种。相应地，对数据加密的技术分为两类，即对称加密（私人密钥加密）和非对称加密（公开密钥加密）。对称加密以数据加密标准（DES，Data Encryption Standard）算法为典型代表，非对称加密通常以RSA（Rivest Shamir Ad1eman）算法为代表。对称加密的加密密钥和解密密钥相同，而非对称加密的加密密钥和解密密钥不同，加密密钥可以公开而解密密钥需要保密。通过数据加密，人们可以有效地保证通信线路上的内容不被泄露，而且还可以检验传送信息的完整性。进一步，
11、密码技术可以应用于数字签名、身份认证和信息鉴定，这些应用对于资源存取控制以及其它安全措施是必须而且有效的。信息安全产品从应用类型上可以分为防火墙类产品、防病毒类产品、防攻击类产品、密码类产品、认证类产品和访问控制类产品。相对于防病毒软件和防火墙软件来说，基于密码技术密码类产品、认证类产品份额相对较小，但随着金融、电信、政府等行业信息化建设对于网络安全整体解决方案需求的增加，将会有较大的增长。其中主要分为对称和非对称。对称加密采用了对称密码编码技术，它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥，即加密密钥也可以用作解密密钥，这种方法在密码学中叫做对称加密算法，对称加密算法使用起来简单快捷，密钥较短，且
12、破译困难，除了数据加密标准（DES），另一个对称密钥加密系统是国际数据加密算法（IDEA），它比DES的加密性好，而且对计算机功能要求也没有那么高。IDEA加密标准由PGP（Pretty Good Privacy）系统使用。1976年，美国学者Dime和Henman为解决信息公开传送和密钥管理问题，提出一种新的密钥交换协议，允许在不安全的媒体上的通讯双方交换信息，安全地达成一致的密钥，这就是“公开密钥系统”。相对于“对称加密算法”这种法也叫做“非对称加密算法”。与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey）和私有密 （privatekey）。公开密钥与私有密钥是
13、一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。在本次毕业设计中，对公钥密码体制进行了分析和研究，并对公钥密码体制和私钥密码体制的代表RSA算法和DES算法进行了研究和比较。并且实现了基本的数据加密的处理流程，能提供对数据的安全、有效的保护。1.2 密码学的发展与国内外研究现状1.2.1密码学的研究背景 密码学泛指一切有关研究密码通信的学问，其中包括下面两个领域：如何达成秘密通信，以及如何破译秘密通信。也就是密码编码学：指如何达到信息的秘密性，
14、鉴别性的科学；密码分析学：泛指如何破解密码系统，或伪造信息使密码系统误以为真的科学。从密码学的发展来看，它经历了传统（古典）密码学、近代密码学、现代密码学几个阶段，计算机、数学领域的最新成果往往与密码学有关或被应用于密码学研究中。 认证过程中，用户必须向系统提供能够证明自己身份的信息，证明用户身份的信息种类很多，可以是用户所知道的秘密（口令），也可以是生物特征（如指纹）等，但目前使用最广泛的仍然是用户口令（password）。在认证系统中口令占据了非常重要的地位，因此对口令的保护就变得至关重要。人们提出了许多保护口令的方法，力图保障口令的安全与秘密。这些保护认证信息的方法以及认证系统是随着密码
15、学的发展一起发展的，密码学为我们提供了保护口令的一个重要方向。归根结底，用户用以证明自己身份的是一段信息，不论它是口令还是指纹。而迄今为止，确保信息安全的最重要手段是加密。对信息的加密、解密、信息的保密传输，这正是密码学研究的内容。1.2.2密码学的研究发展 密码学拥有悠久、丰富多彩的历史。作为古典密码其中的一种，早期出现的密写术形式只需要纸和笔就可以完成。古典密码学的两大范畴是将消息内容进行重新排列的位移密码和系统地将字母进行替换的替换密码。古典密码学会透露出与明文统计学结果相关的大量信息，因此容易被破解，如对频率分析可以有效地攻击古典密码。尽管保密强度很低，由于实现难度低，加密解密快，古典密码至今仍然被广泛使用。在古典密码学中，有四种类型的代替密码： 1简单代替密码，或单字母密码：就是明文的一个字符用相应的一个密文字符代替。Caesar 密码就是典型的简单替代密码。2多编码代替密码：它与简单代替密码系统相
