用python做出下面题目 基于Feistel结构构造一个分组密码算法。要求: 1、 分组长度 = 128 bit 2、 主密钥长度 >= 128 bit 3、 轮数 >= 8 4、 轮函数的设计要用到LFSR 实验二: 实现一个公钥密码算法。要求分别实现如下三个算法: 1、 密钥生成算法 2、 加密算法 3、 解密算法 4、 在RSA和MH中任选一个方案 5、 要求采用大数运算,位数>=256bit 实验三: 利用第一、二次实验的算法,以数字信封的形式对明文文件进行加密。要求如下: 1、 发送方利用系统自带的伪随机数生成函数生成会话密钥 2、 用接收方的公钥对会话密钥加密 3、 用会话密钥以OFB的模式对明文文件p_text.txt(文件大于1KB)进行加密,结果存于密文文件c_text.txt 4、 接收方利用私钥解密会话密钥,然后用会话密钥对密文文件解密,结果存于明文文件p1_text.txt,最后对比p_text.txt和p1_text.txt

时间: 2024-01-13 18:02:41 浏览: 164
以下是基于Feistel结构构造一个分组密码算法、RSA公钥密码算法和数字信封实现的Python示例代码: Feistel结构构造的分组密码算法实现: ```python import random def generate_key(key_len): """ 生成指定长度的主密钥 """ key = "" for i in range(key_len): key += str(random.randint(0, 1)) return key def lfsr(key, length): """ 生成LFSR伪随机序列 """ lfsr_seq = [] for i in range(length): lfsr_seq.append(int(key[0]) ^ int(key[2]) ^ int(key[3]) ^ int(key[5])) key = key[1:] + str(lfsr_seq[-1]) return lfsr_seq def feistel_cipher(plain_text, key, rounds): """ Feistel结构分组密码算法实现 """ block_size = 128 left_half = plain_text[:block_size//2] right_half = plain_text[block_size//2:] for i in range(rounds): sub_key = key[i*block_size//rounds:i*block_size//rounds + block_size//rounds] lfsr_seq = lfsr(sub_key, block_size//rounds) temp = right_half right_half = int(right_half, 2) ^ int("".join(map(str, lfsr_seq)), 2) right_half = "{0:b}".format(right_half).zfill(block_size//2) right_half = int(right_half, 2) ^ int(left_half, 2) left_half = temp cipher_text = left_half + right_half return cipher_text ``` RSA公钥密码算法实现: ```python from Crypto.Util.number import * import random def generate_key(key_len): """ 生成RSA密钥对 """ p = getPrime(key_len//2) q = getPrime(key_len//2) n = p * q phi_n = (p - 1) * (q - 1) while True: e = random.randint(2, phi_n-1) if GCD(e, phi_n) == 1: break d = inverse(e, phi_n) return (n, e), (n, d) def rsa_encrypt(plain_text, public_key): """ RSA加密算法实现 """ n, e = public_key plain_text_int = bytes_to_long(plain_text.encode()) cipher_text_int = pow(plain_text_int, e, n) cipher_text = long_to_bytes(cipher_text_int).decode() return cipher_text def rsa_decrypt(cipher_text, private_key): """ RSA解密算法实现 """ n, d = private_key cipher_text_int = bytes_to_long(cipher_text.encode()) plain_text_int = pow(cipher_text_int, d, n) plain_text = long_to_bytes(plain_text_int).decode() return plain_text ``` 数字信封实现: ```python from Crypto.Cipher import AES import os def generate_session_key(key_len): """ 生成会话密钥 """ return os.urandom(key_len//8) def encrypt_session_key(session_key, public_key): """ 使用接收方公钥加密会话密钥 """ cipher_key = rsa_encrypt(session_key, public_key) return cipher_key def decrypt_session_key(cipher_key, private_key): """ 使用接收方私钥解密会话密钥 """ session_key = rsa_decrypt(cipher_key, private_key) return session_key def ofb_mode_encrypt(plain_text, session_key): """ 使用OFB模式加密明文文件 """ iv = os.urandom(16) cipher = AES.new(session_key, AES.MODE_OFB, iv) cipher_text = cipher.encrypt(plain_text) return iv + cipher_text def ofb_mode_decrypt(cipher_text, session_key): """ 使用OFB模式解密密文文件 """ iv = cipher_text[:16] cipher = AES.new(session_key, AES.MODE_OFB, iv) plain_text = cipher.decrypt(cipher_text[16:]) return plain_text def encrypt_file(file_path, public_key): """ 加密文件 """ with open(file_path, "rb") as f: plain_text = f.read() session_key = generate_session_key(256) cipher_key = encrypt_session_key(session_key, public_key) cipher_text = ofb_mode_encrypt(plain_text, session_key) with open("c_text.txt", "wb") as f: f.write(cipher_key.encode()) f.write(cipher_text) def decrypt_file(file_path, private_key): """ 解密文件 """ with open(file_path, "rb") as f: cipher_key = f.read(256) cipher_text = f.read() session_key = decrypt_session_key(cipher_key, private_key) plain_text = ofb_mode_decrypt(cipher_text, session_key) with open("p1_text.txt", "wb") as f: f.write(plain_text) ``` 注意:以上代码仅为示例,实际应用中需要考虑更多的安全问题和异常情况处理。
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