《现代密码学》第6次课教案设计 教案设计●分组密码(2/3) 一、教学内容 DES算法的简介、DES算法的实现、DES算法的安全性、多重DES 二、教学目的和要求 1.知识目标 DES算法的加密流程、DES加密过程的公式化描述、DES的子密钥生成算法、 DES中的S盒、DES设计的核心。 2.能力目标 掌握DES分组密码算法的编程实现、DES互补性、弱密钥和半弱密钥的算法 验证。 创新能力要求：DES加密算法的安全性分析 三、教学重点和难点 1.教学重点 DES算法的实现、轮函数、P盒、S盒、子密钥的生成算法。 2.教学难点 DES算法的安全性分析。 四、教学方法 讲授。 五、教学过程 1.导入内容：lg73年，美国的国家标准局(National Bureau of standards,NBS) 认识到建立数据加密标准的迫切性，开始征集联邦数据加密标准。有很多公司着 手这项工作并提交了一些建议，最后IBM公司的Lucifer加密系统获得了胜利。 经过两年多的公开讨论之后，1977年1月15日NBS决定利用这个算法，并将其 更名为数据加密标准(Data Encryption Stand,DES)。不久，其他组织也认可和采 用DES作为加密算法，供商业和非国防性政府部分使用。 2.讲授内容： 第4章分组密码 4.3DES加密 4.3.1DES概述 4.3.2DES加密流程 4.3.3DES一轮的实现流程图 4.3.4DES子密钥生成 4.3.5DES的S盒和P盒 4.3.6DES的解密算法 4.3.7DES的安全性 4.3.8DES的密钥搜索、查分分析、线性分析 4.4多重DES加密
《现代密码学》第 6 次课教案设计 教案设计分组密码（2/3） 一、教学内容 DES 算法的简介、DES 算法的实现、DES 算法的安全性、多重 DES 二、教学目的和要求 1．知识目标 DES 算法的加密流程、DES 加密过程的公式化描述、DES 的子密钥生成算法、 DES 中的 S 盒、DES 设计的核心。 2．能力目标 掌握 DES 分组密码算法的编程实现、DES 互补性、弱密钥和半弱密钥的算法 验证。 创新能力要求：DES 加密算法的安全性分析 三、教学重点和难点 1．教学重点 DES 算法的实现、轮函数、P 盒、S 盒、子密钥的生成算法。 2．教学难点 DES 算法的安全性分析。 四、教学方法 讲授。 五、教学过程 1．导入内容：1973 年，美国的国家标准局(National Bureau of standards,NBS) 认识到建立数据加密标准的迫切性，开始征集联邦数据加密标准。有很多公司着 手这项工作并提交了一些建议，最后 IBM 公司的 Lucifer 加密系统获得了胜利。 经过两年多的公开讨论之后，1977 年 1 月 15 日 NBS 决定利用这个算法，并将其 更名为数据加密标准(Data Encryption Stand, DES)。不久，其他组织也认可和采 用 DES 作为加密算法，供商业和非国防性政府部分使用。 2．讲授内容： 第 4 章 分组密码 4.3 DES 加密 4.3.1 DES 概述 4.3.2 DES 加密流程 4.3.3 DES 一轮的实现流程图 4.3.4 DES 子密钥生成 4.3.5 DES 的 S 盒和 P 盒 4.3.6 DES 的解密算法 4.3.7 DES 的安全性 4.3.8 DES 的密钥搜索、查分分析、线性分析 4.4 多重 DES 加密
《现代密码学》第6次课教案设计 4.4.1二重DES 4.4.2多重DES的四种模式 3.作业：page121:第2选择题(1)~(8)，第3填空题(3)~(7)，第5简答题 (4)(5)(6)。 六、教学反思 本次课程讲解的关键点是对DES加密算法采用自顶向下，逐步细化的方法讲解： 16轮加密→每轮加密的流程→轮函数F→选择扩展运算→S盒子→置换运算→子密 钥生成算法。 七、参考资料： 维基百科：Data Encryption Standard: https://en.wikipedia.org/wiki/Data_Encryption_Standard
《现代密码学》第 6 次课教案设计 4.4.1 二重 DES 4.4.2 多重 DES 的四种模式 3．作业：page 121: 第 2 选择题（1）~（8），第 3 填空题(3)~(7)，第 5 简答题 （4）（5）（6）。 六、教学反思 本次课程讲解的关键点是对 DES 加密算法采用自顶向下，逐步细化的方法讲解： 16轮加密每轮加密的流程轮函数F选择扩展运算S盒子置换运算子密 钥生成算法。 七、参考资料： 维基百科：Data Encryption Standard: https://en.wikipedia.org/wiki/Data_Encryption_Standard
《现代密码学》第7次课教案设计 No.7分组密码(3/3) 一AES加密算法 教案设计 教师姓名：方贤进 单 位：计算机科学与工程学院 课程名称：现代密码学 适用对象：信息安全本科专业
《现代密码学》第 7 次课教案设计 No.7 分组密码（3/3） ——AES 加密算法 教案设计 教师姓名： 方贤进 单 位： 计算机科学与工程学院 课程名称： 现代密码学 适用对象： 信息安全本科专业
《现代密码学》第7次课教案设计 教案设计●分组密码(3/3)一AES加密 一、教学内容 AES算法的简介、AES算法的实现、AES算法与DES算法的对比、分组密码 算法的运行模式 二、教学目的和要求 1.知识目标 AES算法的加密流程、分组密码算法的运行模式。 2.能力目标 掌握AES分组密码算法的编程实现。 创新能力要求：AES分组加密算法某种运行模式的实现。 三、教学重点和难点 1.教学重点 AES分组长度、密钥长度、轮数的关系。AES加密、解密算法流程图：字节 代换(AES的S盒)、行移位、列混淆、轮密钥加。分组加密的四种操作模式。 2.教学难点 AES算法中子密钥的生成算法。分组加密操作中CFB模式、OFB模式的原理。 四、教学方法 讲授。OpenSSL平台下的AES加密算法各种操作模式的运用举例。AES在线 加密工具的使用：http:/tool.chacuo.net/cryptaes 五、教学过程 1.导入内容：(1)为什么需要AES？(2)AES加密算法即密码学中的高级加密 标准(Advanced Encryption Standard,AES),又称Rijndael加密法，是美国联 邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES,已经被多方分 析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与 技术研究院(NIST)于2001年11月26日发布于FIPS PUB197,并在2002年 5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最 流行的算法之一。该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所 设计，结合两位作者的名字，以Rijndael之命名之，投稿高级加密标准的甄选流 程。(Rijdael的发音近于"Rhinedoll"。) 2.讲授内容： 第4章分组密码 4.4DES加密 4.4.1AES简介 4.4.2AES加解密流程图 4.4.3AES设计上的考虑 4.4.4AES的安全性 4.5分组密码的操作模式（四种）
《现代密码学》第 7 次课教案设计 教案设计分组密码（3/3）——AES 加密 一、教学内容 AES 算法的简介、AES 算法的实现、AES 算法与 DES 算法的对比、分组密码 算法的运行模式 二、教学目的和要求 1．知识目标 AES 算法的加密流程、分组密码算法的运行模式。 2．能力目标 掌握 AES 分组密码算法的编程实现。 创新能力要求：AES 分组加密算法某种运行模式的实现。 三、教学重点和难点 1．教学重点 AES 分组长度、密钥长度、轮数的关系。AES 加密、解密算法流程图：字节 代换（AES 的 S 盒）、行移位、列混淆、轮密钥加。分组加密的四种操作模式。 2．教学难点 AES 算法中子密钥的生成算法。分组加密操作中 CFB 模式、OFB 模式的原理。 四、教学方法 讲授。OpenSSL 平台下的 AES 加密算法各种操作模式的运用举例。AES 在线 加密工具的使用：http://tool.chacuo.net/cryptaes 五、教学过程 1．导入内容：(1)为什么需要 AES？（2）AES 加密算法即密码学中的高级加密 标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称 Rijndael 加密法，是美国联 邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的 DES，已经被多方分 析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与 技术研究院 （NIST）于 2001 年 11 月 26 日发布于 FIPS PUB 197，并在 2002 年 5 月 26 日成为有效的标准。2006 年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最 流行的算法之一。该算法为比利时密码学家 Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 所 设计，结合两位作者的名字，以 Rijndael 之命名之，投稿高级加密标准的甄选流 程。（Rijdael 的发音近于 "Rhinedoll"。） 2．讲授内容： 第 4 章 分组密码 4.4 DES 加密 4.4.1 AES 简介 4.4.2 AES 加解密流程图 4.4.3 AES 设计上的考虑 4.4.4 AES 的安全性 4.5 分组密码的操作模式(四种)
《现代密码学》第7次课教案设计 3.作业：page122:第2选择题(9)~(11)，第3填空题(10)（11)，第5 简答题(9)（10) 六、教学反思 AES算法流程中的“字节代换”的细节和原理可以忽略讲，因为AES的字节代 换以及逆字节代换完全都可以用“查表(S盒)”来实现。 七、参考资料： (1)AES在线加密工具的使用：http:/ool.chacuo.net/cryptaes (2)维基百科：Advanced Encryption Standard: https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Encryption_Standard
《现代密码学》第 7 次课教案设计 3．作业：page 122: 第 2 选择题（9）~（11），第 3 填空题（10）（11），第 5 简答题（9）（10） 六、教学反思 AES 算法流程中的“字节代换”的细节和原理可以忽略讲，因为 AES 的字节代 换以及逆字节代换完全都可以用“查表（S 盒）”来实现。 七、参考资料： （1）AES 在线加密工具的使用：http://tool.chacuo.net/cryptaes （2）维基百科：Advanced Encryption Standard: https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Encryption_Standard