[工学]密码学实验大纲.doc

密码学及应用实验教学大纲 密码学及应用 实验教学大纲课程名称：密码学及应用课程编号：08560课程性质：专业选修课课程总学时：56实验总学时：16一、实验教学目的和基本要求密码学及应用是计算科学与技术本科专业开设的一门专业选修课，本课程的主要目标是让学生学习和了解密码学的一些基本概念，理解和掌握一些常用密码算法，包括加密和解密、认证理论及算法、安全计算原理及算法，学会进行效率分析和安全性分析。密码学是信息安全的核心技术，是实现安全通信的基础，所以实验和理论一样都很重要，实验能够让学生通过多个密码算法的程序设计实现，更好地掌握密码算法设计的机理和方法，熟悉网络攻击和防范方法。同时，基于密码系统设计的基本方法和基本步骤，帮助学生理解密码学在信息安全中的地位，并引导了解密码学领域及信息安全领域的新进展、新方向。具体要求如下：1要求学生在上机前对本次实验的原理、内容、方案进行充分准备。2每次实验必须按要求的格式撰写实验报告，内容大体包括：实验目的、实验内容、实验及算法原理、程序清单、结果分析、总结。3实验成绩作为平时成绩的一部分。二、实验内容及学时分配 实验一 密码学数学基础实验（验证性实验，6学时）1、 求最大公约数与最小公倍数A、 实验内容：实现欧几里德算法；B、 测试数据：gcd(1736, 2848) = 8，lcm（1736,2848）=618016。2、 求元素逆元A、 实验内容：实现扩展的欧几里德算法；B、 测试数据：678-1 mod 1937=20。3、 求模指数A、 实验内容：实现快速取模指数算法；B、 测试数据：7562 mod 563 = 1。实验二 古典密码学实验（验证性实验，1学时）1、 仿射加密A、 实验内容：利用“实验一”的算法，实现如下加密变换y = 8x + 5 (mod 23)，并实现其解密；B、 测试数据：x = 6, y = 7。实验三 熟悉加密软件包实验（验证性实验，1学时）1、 Crypto+ 5.6.1A、 实验内容：熟悉软件包结构及接口，并能熟练在Visual Studio 2008 中使用；B、 测试数据：静态lib 库在Visual Studio 2008工程中的加载，实现MD5。实验四 对称密码学和非对称密码学实验（验证性实验，4学时）1、 DES 和 AES任选其一A、实验内容：熟悉Crypto+ 5.6.1中DES/AES算法，并实现DES/AES；B、测试数据：任意，并验证加/解密结果。2、 RSA A、实验内容：实现RSA算法，算法规模（模数10000-50000）； B、测试数据：任意（支持字符串），并验证加/解密结果。实验五 Hash函数和数学签名（验证性实验，4学时）1、 SHA-1和SHA-2任选其一A、实验内容：熟悉Crypto+ 5.6.1中SHA-1/SHA2算法，并实现SHA-1 SHA-1/SHA2；B、测试数据：任意，并验证加/解密结果。2、 基于RSA的数字签名A、实验内容：利用Crypto+ 5.6.1中RSA和SHA-1/SHA2算法，并实现基于SHA-1/SHA2摘要、RSA加密的签名方案；B、测试数据：任意，并验证加/解密结果。三、主要仪器设备 计算机、网络、Visual Studio 2008平台、Crypto+ 5.6.1等。四、实验教学方式 机房实验。五、实验考核方式1、本实验课程考核内容主要考查实验报告完成的质量；2、实验课成绩占课程总成绩的30%。六、推荐实验教材及参考资料 1、 王常吉，龙冬阳编著. 信息与网络安全实验教程，清华大学出版社，北京，2007.2、 胡向东，魏琴芳编著. 应用密码学教程，电子工业出版社，北京，2005.3、 William Stallings，密码编码学与网络安全(原理与实践)，电子工业出版社，2001.4、 杨波编著，现代密码学，清华大学出版社，北京，2003年.5、 卢开澄编著，计算机密码学（第三版），清华大学出版社，北京，2003年.6、 密码学算法库Crypto+简介7、 Crypto+库在VS 2008中的使用七、实验课程与学时分配表序号实验项目名称实验内容提要学时分配实验属性实验类型每组人数实验要求指导教师1密码学数学基础基本数学运算6基础验证1必做2古典密码学仿射加密1基础验证1必做3熟悉加密软件包熟悉Crypto+ 5.6.11基础验证1必做4对称密码学和非对称密码学实验实现DES或AES实现RSA4基础验证1必做5Hash函数和数字签名实现SHA-1或SHA2和基于RSA的签名4基础验证1必做