现代密码学实验报告

《现代密码学实验报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、现代密码学实验报告学生姓名郁博文学号0906130205专业班级信息安全1302指导教师段桂华学院信息科学与工程学院完成时间2015年5月AES1.背景AES,密码学屮的高级加密标准（AdvancedEncryptionStandard,AES），又称Rijndael加密法，是美国联郭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，高级加密标准巾美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPSPUB197,并在2002年5月2

2、6

3、_1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。AES有一个同定的128位的块大小和128,192或256位大小的密钥大小。Rijndael算法汇聚了安全性、效率高、易实现性和灵活性等优点,是一•种较DES更好的算法。该算法为比利时密码学家JoanDaemen和VincentRijmen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"。）AES在软体及硬件上都能快速地加解密，相对来说较易于实作

4、，且只需要很少的记忆体。作为一个新的加密标准，目前正被部署应用到更广大的范围.1.1Rijndael密码的设计标准：①抵抗所有已知的攻击。①在多个平台上速度快，编码紧凑。②设计简单。>当前的大多数分组密码，其轮函数是Feistel结构。>Rijndaer没有这种结构。>Rijndael轮函数是由3个不同的可逆均匀变换1.2设计思想■分组和密钥长度可变，各自可独立指定为128、192、256比特。■状态■算法中间的结果也需要分组，称之为状态，状态可以用以字节为元素的矩阵阵列表示，该阵列有4行，列数Nb为分组长度除32

5、■种子密钥■以字节为元素的矩阵阵列描述，阵列为4行，列数Nk为密钥长度除321.系统设计2.1系统主要目标基木耍求部分：1.在深入理解AES加密/解密算法理论的基础上，设计一个AES加密/解密软件系统;2.2功能模块与系统结构主要功能模块如下:2.2.1字节替换SubByte非线性代换是可逆的，由以下两个变换的合成得到：①首先，将字节看作GF(28)上的元素，映射到&己的乘法逆元，‘00’映射到&己。>0>1>5>6K次，对字节做如K仿射变换:101101000000111000111000111000111001

6、111011111rz、VT111又201+00x400x510X61b〜l「hp3合04b()5biob,13,，14b5△20Z?22b23/?24Z?25乃30^32^33^34bys01111图1字节代换示意图2.2.2行移位ShiftRow将状态阵列的各行进行循环移位，移位呈与分组长度的关系0行：不动NbClC2C3412361238134阁2行移位示意阁2.2.2列混合MixColumn状态阵列的每个列a(X)与一个同定的多项式c(x)进行模X4+1乘法后混淆为b(x).记为c(x)是模x4+l可逆的

7、多项式‘03’x3+‘01’x2+‘01’x+‘02’逆d(x)=‘OB’x3+‘OD’x2+‘O9’x+‘OE’r02030101、/6Z0b'01020301b201010203a2^03010102,2.2.3轮密钥加AddRoundKeyao1%ao4%々oo々oi々02々03々04々05Aal——1——alalAal4㊉々iok'2k'3々15a，14a、夾20女21夂2々23々24々25a3Aa3a1AJ“3灰30k3k33^34k35^00〜1〜2办03办05^10b'2h'3办20b22^30

8、b3'〜2h3S阁4轮密钥加示意图密钥加:轮密钥与状态进行逐比特异成。轮密钥长度等于分组长度Nb。密钥加运算的逆运算是艽自身。2.2.5逆字节替换通过逆8侖的映射变换得到2.2.6逆行移位InvShiftRow87F24D9787F24D976E4C90ECEC6E4C9046E74AC34AC346E7A68CD8958CD895A6图5逆行移位示意图与加密吋的行移位区别在于移位方向相反。2.2.7逆列混淆4740A34C87F24D97371)4709E6E4C90EC94E43A42►46E74AC3EDA5

9、A6BCA68CD895阁6逆列浞介示意I冬I加密与解密系统流程图如下所示,读进明文读取密办3.AES算法java实现3.1代码见附录13.2测试结果：明文：uuid=FSFASW24S-0342-FEW3-3F33-F44F2SE523432D解密：uuid=FSFASW24S-0342-FEW3-3F33-F44F2SE523432DRC41.背景RC4