信息加密技術(shù)與應(yīng)用-資料下載頁(yè)
2025-01-22 09:33本頁(yè)面
【正文】 和 VincentRijmen）為 AES的最終算法； 2023年 11月 26日 NIST正式宣布 AES 為美國(guó)政府的新加密標(biāo)準(zhǔn)，該決定在 2023年 5月 26日生效。AES的基本參數(shù)? AES為對(duì)稱分組密碼體制。? 密鑰長(zhǎng)度有 12 192和 256比特三種。? 數(shù)據(jù)分組長(zhǎng)度也有 12 192和 256比特三種。? AES變換由輪函數(shù)通過(guò)多輪迭代實(shí)現(xiàn)，根據(jù)密鑰、分組長(zhǎng)度不同，迭代次數(shù)可能為 10， 12或 14輪三種。AES加密算法的具體實(shí)現(xiàn)? AES輪函數(shù)每輪要經(jīng)過(guò)四次變換，分別是 SubByte () 字節(jié)代換運(yùn)算 ShiftRows() 行移位 變換 MixColumns() 列混合變換 AddRoundKey() 輪密鑰的混合變換AES加密算法的具體實(shí)現(xiàn)? 假設(shè)我們用的 128bit的密鑰，并且每次加密的分組長(zhǎng)為 128bit，即 16個(gè)字節(jié)，此時(shí)輪函數(shù)迭代次數(shù)為 10輪。? 每次從明文中按順序取出 16個(gè)字節(jié)假設(shè)為a0a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10a11a12a13a14a15， 這 16個(gè)字節(jié)在進(jìn)行變換前先放到一個(gè) 44 的矩陣中。如下頁(yè)圖所示：AES (Advanced Encryption Standard )a0 a4 a8 a12a1 a5 a9 a13a2 a6 a10 a14a3 a7 a11 a15這個(gè)矩陣稱為狀態(tài)這個(gè)矩陣稱為狀態(tài)（（ state）） 以后所有的變換都是基于這個(gè)矩陣進(jìn)行的，到此，準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成。現(xiàn)在按照前面的順序進(jìn)行加密變換，首先開(kāi)始第一次循環(huán)的第一個(gè)變換：字節(jié)代換 (SubByte ())。字節(jié)代換 (SubByte ())a0 a4 a8 a12a1 a5 a9 a13a2 a6 a10a14a3 a7 a11a15s00 s01 s02 s03s10 s11 s12 s13s20 s21 s22 s23s30 s31 s32 s33out0 out4 out8 out12out1 out5 out9 out13out2 out6 out10 out14out3 out7 out11 out15查表查表字節(jié)代換 S盒變換 (查表 )S12={53},則則 X=5, Y=3, out9=edShiftRows() 行移位變換s00 s01 s02 s03s10 s11 s12 s13s20 s21 s22 s23s30 s31 s32 s33s00 s01 s02 s03s11 s12 s13 s10s22 s23 s20 s21s33 s30 s31 s32行變換示意圖行變換示意圖S S′MixColumns() 列混合變換S’0cS’1cS’2cS’3cS0cS1cS2cS3c02 03 01 0101 02 03 0101 01 02 0303 01 01 02 S’0c＝ ({02} ● S0c)⊕({03} ● S1c)⊕ S2c⊕S3c，但這個(gè)結(jié)果可能會(huì)超出一個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)范圍，所以實(shí)際上還要對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理。輪密鑰的添加s00s01s02s03s10s11s12s13s20s21s22s23s30s31s32s33s’00 s’01 s’02 s’03s’10 s’11 s’12 s’13s’20 s’21 s’22 s’23s’30 s’31 s’32 s’33AddRoundKey()AES解密算法? 解密變換為加密變換的逆變換。? 解密變換同樣每輪包含類似的 4個(gè)步驟，但執(zhí)行順序顛倒。? 具體流程略。AES (Advanced Encryption Standard )? Rijndael 之所為能當(dāng)選 AES ,主要是因?yàn)?: (1) 運(yùn)算速度快，軟硬件實(shí)現(xiàn)都表現(xiàn)出非常好的性能； (2) 對(duì)內(nèi)存的需求非常低 ,很適合于受限制的環(huán)境下； (3) 算法可靠，使用非線性結(jié)構(gòu) S盒 ,有足夠的安全性； (4) 該 算法能有效抵抗差分分析和線性分析攻擊； (5) Rijndael 是一個(gè)分組迭代密碼 ,被設(shè)計(jì)成 128/ 192/256 比特三種密鑰長(zhǎng)度 ,可用于加密長(zhǎng)度為 128/ 192/ 256 比特的分組 ,相應(yīng)的輪數(shù)為 10/ 12/ 14 ,分組長(zhǎng)度和密 鑰長(zhǎng)度設(shè)計(jì)靈活。 (6) 密鑰安裝的時(shí)間很好 , 具有很高的靈活性。課堂練習(xí)? 思考題? 簡(jiǎn)述 DES加密體制中加密的基本流程。? 簡(jiǎn)述 AES加密體制中加密的基本流程。? 列舉 AES與 DES的主要不同之處。? 使用 3個(gè)密鑰進(jìn)行加密的三重 DES算法，加密密鑰長(zhǎng)度相當(dāng)于多少位？課后練習(xí)? 一、選擇題? 在 DES算法中，數(shù)據(jù)分組的長(zhǎng)度是（）位。 A)56 B)64 C)48 D)32? 一次 DES加密，需要完成（）次迭代。 A)8 B) 16 C)32 D)64? AES算法不支持（）位長(zhǎng)度的密鑰。 A)64 B)128 C)192 D)256? AES算法迭代次數(shù)最多為（）輪。 A)10 B)12 C)14 D)16課后練習(xí)? 二、判斷對(duì)錯(cuò)。? 置換就是打亂字符的順序。? MD5算法固定產(chǎn)生 160位散列值。? 加密信息的安全性取決于加密時(shí)所用的密鑰長(zhǎng)度。? AES算法是非對(duì)稱密鑰算法，分組長(zhǎng)度為 128位。? 單向散列函數(shù)可以用于信息交換過(guò)程中加密和解密，以保證信息不被竊取。? DES加密算法中的有效密鑰長(zhǎng)度是 64位。? 混亂是要使明文和密文間的統(tǒng)計(jì)特性盡可能復(fù)雜。? 維吉尼亞密碼密鑰越長(zhǎng)安全性越高。演講完畢，謝謝觀看！
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