序列密码实验

实验目的及要求

（1）实现LFSR，寄存器位数n=10，反馈函数、初试值都自己定；

（2）实现RC4，数组长度=8，密钥自己定；

（3）基于实现的LFSR或RC4实现一个动态验证码生成器，每次生成6个伪随机十进制数，自己测下多少个输出后开始循环。

========================================================================================================================================================

（1）

def LFSR(register):
    output = register[0]        # 输出最低有效位
    feedback = register[0] ^ register[1]  # 第一位和第二位异或
    for i in range(len(register)-1):
        register[i] = register[i+1]     # 左移寄存器的值
    register[-1] = feedback               # 拼接反馈位
    return output, register

# 初始化寄存器和反馈位tap
origin=[1,0,0,0,1,1,0,1,1,1]
register = [1,0,0,0,1,1,0,1,1,1]
flag=0
while True:
    output, register = LFSR(register)
    print("输出："+str(output)+" "+"左移后状态："+str(register))
    if register == origin:
        break
    else:
        flag+=1

print("周期是："+str(flag))

　　以下是运行结果

 

 输入的初始值不同，运行结果也不一样，有些会一直循环下去

========================================================================================================================================================

（2）

key = "helloworld"   # 密钥
S = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]   # 初始S盒
T = []  # 初始化T盒为空
j = 0   # j变量初始化为0

# 初始化S盒
for i in range(8):   # 循环8次,与密钥长度相同
    j = (j + S[i] + ord(key[i])) % 8   # j加S[i]值与密钥字符的ASCII值,取模8
    S[i], S[j] = S[j], S[i]   # 交换S[i]和S[j]的值

i=0   # i变量初始化为0
j = 0   # j变量重新初始化为0
# PRGA生成伪随机数
for _ in range(8):   # 循环8次,与明文长度相同
    i=(i+1)%8   # i加1,取模8
    j = (j + S[i]) % 8   # j加S[i]值,取模8
    S[i],S[j]=S[j],S[i]   # 交换S[i]和S[j]的值
    t=(S[i]+S[j])%8   # t取S[i]和S[j]之和的模8
    T.append(S[t])   # 将S[t]的值添加到T盒

plaintext='woaimimadsa'  # 明文
cypher=[]   # 初始化密文为空
for i in range(8):   # 遍历T盒的值
    cypher.append(chr(ord(plaintext[i])^T[i]))   # 明文的第i个字符与T[i]作异或,得密文的第i个字符

print("明文是："+plaintext)
print("密钥是："+key)
print("密文是："+''.join(cypher))  # 输出密文

以下是运行结果

 

 ========================================================================================================================================================

（3）

key = 'helloworld'  # 密钥
S = list(range(256))  # 初始S盒,值从0到255
j = 0   # j变量初始化为0

# 初始化S盒
for i in range(256):  # 从0到255循环
    j = (j + S[i] + ord(key[i % len(key)])) % 256  # j加S[i]值与密钥字符的ASCII值,取模256
    S[i], S[j] = S[j], S[i]  # 交换S[i]和S[j]的值

# 生成6位数验证码
def get_code():
    code = []  # 初始化验证码为空列表
    i, j = 0, 0  # i和j变量初始化为0
    for _ in range(6):      # 循环6次
        i = (i + 1) % 256   # i加1,取模256
        j = (j + S[i]) % 256  # j加S[i]值,取模256
        S[i], S[j] = S[j], S[i]   # 交换S[i]和S[j]的值
        code.append(str(S[(S[i] + S[j]) % 256] % 10))  # 将S[i]和S[j]之和模256且模10的结果添加到验证码中
    return ''.join(code)   # 返回生成的6位数验证码

# 测试
n = 0   # 循环次数初始化为0
codes = set()   # 初始化代码集合为空
while True:    # 一直接循环
    code = get_code()   # 获取新的验证码
    print(code,end=' ')
    if code in codes:   # 如果验证码已在集合codes中
        print(f'\n开始重复!循环次数:{n},重复验证码为：{code}') # 输出开始重复的循环次数n
        break   # 退出循环
    codes.add(code)    # 将新验证码添加到集合codes中
    n += 1   # 循环次数加1

以下是运行结果