非对称加密实验

非对称加密实验非对称加密实验【实验环境】 ISES客户端 Microsoft CLR Debugger 2005或其它调试器【实验内容】通过运算器工具实现RSA和ElGamal算法的加解密计算手工计算RSA密钥并检验，将其应用于签名中并验证对RSA密钥生成、RSA密钥加密、ElGamal参数生成、ElGamal密钥生成和ElGamal加密进行算法跟踪非对称加密实验【实验原理】非对称密码体制又称为公钥密码体制，加解密使用公私钥密钥对，私钥由密钥拥有者保管，公钥可以公开，基于公开渠道进行分发，解决...

非对称加密实验【实验环境】 ISES客户端 Microsoft CLR Debugger 2005或其它调试器【实验内容】通过运算器工具实现RSA和ElGamal算法的加解密计算手工计算RSA密钥并检验，将其应用于签名中并验证对RSA密钥生成、RSA密钥加密、ElGamal参数生成、ElGamal密钥生成和ElGamal加密进行算法跟踪非对称加密实验【实验原理】非对称密码体制又称为公钥密码体制，加解密使用公私钥密钥对，私钥由密钥拥有者保管，公钥可以公开，基于公开渠道进行分发，解决了对称密钥体制中密钥管理、分发和数字签名等难题。一、 RSA算法 RSA公钥算法由Rivest、Shamir、Adleman于1978年提出的，是目前公钥密码的国际标准。算法的数学基础是Euler定理，是基于Deffie-Hellman的单项陷门函数的定义而给出的第一个公钥密码的实际实现，其安全性建立在大整数因子分解的困难性之上。 RSA算法的明文空间M=密文空间C=Z整数，其算法描述如下: n (1) 密钥生成随机选择两个大素数p和q，计算n=p•q，;选择一个随机整数e<，满足，计算整数;公开公钥(n,e)，安全的销毁p、q和，并保留(d,n)作为私钥。 (2) 加密 (3) 解密使用中国剩余定理可以加速RSA密码算法的实现。二、 ElGamal算法 ElGamal算法是Deffie-Hellman单项陷门函数的一个成功应用，把函数转化为公钥加密体制，其安全性建立在有限域上的离散对数问题。 ElGamal算法的描述如下: (1) 密钥生成随机选择一个素数p，计算p个元素的有限域的乘法群的一个随机乘法生成元g;均匀随机地在模p-1的整数集合中选取x，计算;把(p,g,y)作为公钥公开，把(p,g,x)作为私钥。 (2) 加密均匀随机地在模p-1的整数集合中选取k，消息m 格式，输入要加密的明文信息。 (3) 选择密钥长度，此处以512比特为例，点击“生成密钥对”按钮，生成密钥对和参数。 (4) 选择“标准方法”标签，在标签下查看生成的密钥对和参数，如图1.1.7-1所示。图1.1.7-1 (5) 标准方法加解密标准方法可选择公钥加密/私钥解密形式和公钥加密/私钥解密形式进行加解密，此处以公钥加密/私钥解密形式进行加解密，公钥加密/私钥解密可参照完成;注意在一次加解密过程中不要重新生成密钥对。点击“公钥加密”按钮使用生成的公钥对明文进行加密，密文以十六进制显示在密文文本框中;清除明文文本框中的内容，点击“私钥解密”按钮对密文进行解密，明文默认以文本形式显示在明文文本框中，如图1.1.7-2所示;可选择以16进制查看明文。图1.1.7-2 (6) 选择“中国剩余定理方法”标签，在标签下查看生成的密钥对和参数，如图1.1.7-3 所示。图1.1.7-3 (7) 中国剩余定理方法加解密点击“加密”按钮使用生成的公钥对明文进行加密，密文以十六进制显示在密文文本框中;清除明文文本框中的内容，点击“解密”按钮对密文进行解密，明文默认以文本形式显示在明文文本框中，如图1.1.7-4所示。可选择以十六进制查看明文。图1.1.7-4 (二) RSA密钥计算 (1) 点击“扩展实验”框中的“RSA计算”按钮，进入RSA计算窗体。 (2) 输入报文信息，点击“计算MD5值”生成报文信息的信息摘要，如图1.1.7-5所示。图1.1.7-5 (3) 选择p、q值，计算n、φ(n)、e和d并输入相应的文本框中，点击“检验”按钮对计算的各个参数值进行检验，如图1.1.7-6所示。图1.1.7-6 (4) 检验无误后，根据上述计算得到的RSA私钥，计算报文MD5值即报文摘要的前8 位的签名值，并输入相应的文本框;点击“生成签名并检验”按钮，检验签名输入是否正确并自动生成消息摘要前8位的签名值并显示，如图1.1.7-7所示。图1.1.7-7 (5) 点击“验证”按钮，对输入的签名值进行验证，并给出相应的提示，如图1.1.7-8 所示。图1.1.7-8 (三) 算法跟踪点击“算法跟踪”框下的“RSA密钥生成”/“RSA加密”按钮，进入调试器，选择对应的算法函数对RSA密钥生成算法/RSA加密算法进行算法跟踪;跟踪完成后会自动返回实验界面显示计算结果;切换回调试器，停止调试，关闭调试器，不保存工程。具体步骤可参照古典密码实验中实验步骤二。二、 ElGamal (一) 加解密计算 (1) 选择“ElGamal”标签，进入ElGamal实验界面。 (2) 选择明文形式，输入明文信息。 (3) 参数生成点击“生成g和P”按钮，生成ElGamal参数p和g，如图1.1.7-9所示。图1.1.7-9 (4) 密钥生成点击“生成密钥”按钮，生成密钥Y和X，如图1.1.7-10所示。图1.1.7-10 (5) 加密点击“加密”按钮，使用公开密钥Y对明文加密，密文以十六进制形式显示在密文文本框中，如图1.1.7-11所示。图1.1.7-11 (6) 解密清除明文文本框中的内容，点击“解密”按钮对密文进行解密，明文默认以十六进制形式显示在明文文本框中，如图1.1.7-12所示;可选择以文本形式查看明文。图1.1.7-12 (二) 算法跟踪点击“算法跟踪”框下的“ElGamal参数生成”/“ElGamal密钥生成”/“ElGamal加密”按钮，进入调试器，选择对应的算法函数对ElGamal参数生成过程、ElGamal密钥生成算法和ElGamal加密算法进行算法跟踪;跟踪完成后会自动返回实验界面显示计算结果;切换回调试器，停止调试，关闭调试器，不保存工程。具体步骤可参照古典密码实验中实验步骤二。非对称加密实验【实验思考】分析加解密计算中各个参数对应于原理中的哪一个变量，列出对应表比较RSA加解密计算中标准方法和中国剩余定理法的区别参照实验原理，根据算法跟踪实验画出各个算法函数的主要流程图分析两个非对称密码算法的安全性及优缺点

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