一 密钥分配.doc

实习一密钥分配
一、实习目的
1．理解密钥管理的重要性；
2．掌握对称密码和公钥密码密钥管理的不同特性；
3．掌握密钥分发基本方法，能设计密钥分发方案
二、实习要求
1．实习前认真预习第2章的有关内容；
2．复习对称密码和公钥密码相关内容；
3．熟悉Java平台的JCE包有关类。
三、实习内容
假定两个用户A、B，用户A、B的通讯密钥为K，他们的公私钥对分别是KPUa、KPRa和KPUb、KPRb，他们要进行安全通讯，密钥分发与通信过程如1所示。

(1)根据图1所示，实现利用公钥密码算法分发对称密钥的过程。
实现的阶梯任务如下：
=1\*GB3①以本地两个目录模拟两个用户，采用变量方式直接实现密钥的分发；
=2\*GB3②实现算法的图形化方式，用户可以选择算法、参数、工作模式等；
=3\*GB3③以文件方式管理密钥及明文、密文；
=4\*GB3④采用Socket，建立安全通信过程；
=5\*GB3⑤将方案移植到某个web应用中。

(2)按照(1)的阶梯任务，实现基于DH密钥协定的密钥分发。
四、实验过程
1.知识回顾
DES是数据加密标准（DataEncryptionStandard）的简称，出自IBM的研究工作，并在1977年被美国政府正式采纳。它是使用较为广泛的密钥系统，最初开发DES是嵌入硬件中DES特别是在保护金融数据的安全，如自动取款机中，使用较多。
在DES中，使用了一个56位的密钥以及附加的8位奇偶校验位，产生最大64位的分组大小。加密过程中，将加密的文本块分成两半。使用子密钥对其中一半应用循环功能，
然后将输出与另一半进行“异或”运算；接着交换这两半。循环往复。DES使用16个循
环，但最后一个循环不交换。
攻击DES，一般只能使用穷举的密钥搜索，即重复尝试各种密钥直到有一个符合为
止。如果DES使用56位的密钥，则可能的密钥数量是256个，穷举难度较大。IBM曾对DES拥有几年的专利权，但在1983年到期。
在公开密钥密码体制中，加密密钥（即公开密钥）PK是公开信息，而解密密钥（即秘密密钥）SK是需要保密的。加密算法E和解密算法D也都是公开的。虽然解密密钥SK是由公开密钥PK决定的，但却不能根据PK计算出SK。
正是基于这种理论，1978年出现了著名的RSA算法，它通常是先生成一对RSA密钥，其中之一是保密密钥，由用户保存；另一个为公开密钥，可对外公开，甚至可在网络服务器中注册。为提高保密强度，RSA密钥至少为500位长，一般推荐使用1024位。这就使加密的计算量很大。为减少计算量，在传送信息时，常采用传统加密方法与公开密钥加密方法相结合的方式，即信息采用改进的DES或IDEA对话密钥加密，然后使用RSA密钥加密对话密钥和信息摘要。对方收到信息后，用不同的密钥解密并可核对信息摘要。
2.问题分析
(1)．对称密钥密码体系
对称密钥密码体系也叫密钥密码体系，它是指消息发送方和消息接收方必须使用相同的密钥，该密钥必须保密。发送方用该密钥对待发消息进行加密，然后将消息传输至接收方，接收方再用相同的密钥对收到的消息进行解密。这一过程可用数学形式来表示。消息发送方使用的加密函数encrypt有两个参数：密钥K和待加密消息M，加密后的消息为E，E可以表示为E=encrypt(K，M)消息接收方使用的解密函数decrypt把这一过程逆过来，就产生了原来的消息M=decrypt(K，E)=decrypt(K，encrypt(K，M))
(2)．非对称密钥密码体系
非对称密钥密码体系又叫公钥密码体系，它使用两个密钥：一个公共密钥PK和一个私有密钥SK。这两个密钥在数学上是相关的，并且不能由公钥计算出对应的私钥，同样也不能由私钥计算出对应的公钥。这种用两把密钥加密和解密的方法表示成如下数学形式。假设M表示一条消息，pub—a表示用户a的公共密钥，prv—a表示用户a的私有密钥，那么：
M=decrypt(pub—a，encrypt(prv—a，M))
3.算法分析及流程图
Start
DES生成密钥K
RSA生成公钥密钥对
RSA加密算法使用公钥对密钥K加密
RSA解密算法使用私钥解密

End

4．实验原理
(1)利用java中的KeypairGenerator类创建公钥密钥对，工厂类KeypairGenerator的静态方法getInstance()可以获得KeypairGenerator类型对象。
(2)方法getInstance()的参数为字符串类型，指定加密算法为RSA。
(3)RSA算法是使用整数进行加密运算的，RSA的公钥中包含两个信息：公钥对应的整数e和用于取模的整数n。对于明文m计算密文的公式是memodn。java中的BigInteger类中定义的mo