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1、第12期何明星等:AES算法原理及其实现·16·3AES算法原理及其实现1,22何明星,林昊(1.西南交通大学计算机与通信工程学院,四川成都610031;2.四川工业学院计算机科学与工程系,四川成都610039)摘要:在研究分析了AES加密原理的基础上着重说明了AES算法实现的具体步骤,并用C语言完整地实现了AES算法,并利用密文分组链接(CBC)方式将其用于对文件的加密/解密(密钥长度可选)。AES结合其它技术还可实现更为广泛的安全协议。关键词:分组密码;对称密码体制;DES;AES中图法分类号:TP30917文献标识码:A文章编号:100123695(2002)1220061203Im
2、plementationoftheAdvancedEncryptionStandard(AES)1,22HEMing2xing,LINHao(1.CollegeofComputer&CommunicationEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,ChengduSichuan610031,China;2.Dept.ofComputerScience&En2gineering,SichuanUniversityofScience&Technology,ChengduSichuan,610039,China)Abstract:Basedontheinve
3、stigationtotheprincipleandspecificationsofAES,aneffectiveimplementationofAESblockcipheriscompletedandthedocumentencryptionanddecryptionisalsocompletedbyusingCipherBlockChaining(CBC).Keywords:BlockCipher;SymmetricCryptosystem;DES;AES(AdvancedEncryptionStandard)为高级加密标准(AES)的竞争中取得成功,于2000年101引言月被NIST
4、宣布成为取代DES的新一代的数据加密标准,[6～8]即AES。尽管人们对AES还有不同的看法,但总体来对称密码算法主要用于保证数据的机密性,通信双说,Rijndael作为新一代的数据加密标准汇聚了强安全性、方在加密/解密过程中使用它们共享的单一密钥。对称高性能、高效率、易用和灵活等优点。AES设计有三个密密码算法的使用相当广泛,密码学界已经对它们进行了[1]钥长度:128,192,256比特,相对而言,AES的128比特密深入的研究。最常用的对称密码算法是数据加密标21[4]钥比DES的56比特密钥强10倍。准(DES)算法,它是由IBM在美国国家安全局(NSA)授意之下研制的一种使用56
5、位密钥的分组密码算法。自2AES加密/解密算法原理1977年公布成为美国政府的商用加密标准以来已使用[2]20多年。DES的主要问题是其密钥长度较短,已不适对称密码算法根据对明文消息加密方式的不同可合于当今分布式开放网络对数据加密安全性的要求。分为两大类,即分组密码和流密码。分组密码将消息分在DES每隔五年的评估会议中,最后一次在1998年美为固定长度的分组,输出的密文分组通常与输入的明文国政府终于决定不再继续延用DES作为联邦加密标准,分组长度相同。AES算法属于分组密码算法,它的输入也就表明了DES将退出加密标准的舞台,而新的标准分组、输出分组以及加/解密过程中的中间分组都是128[3
6、]AES(AdvancedEncryptionStandard)将粉墨登场。比特。密钥的长度K为128,192或256比特。用Nk=4,AES是美国国家标准技术研究所NIST旨在取代DES6,8代表密钥串的字数(1字=32比特),在本文编制的[3～5]的新一代的加密标准。NIST对AES候选算法的基本程序中由用户选定。用Nr表示对一个数据分组加密的要求是:对称分组密码体制;密钥长度支持128,192,256轮数(加密轮数与密钥长度的关系见表1)。每一轮都需位;明文分组长度128位;算法应易于各种硬件和软件实要一个和输入分组具有同样长度(128比特)的扩展密钥现。1998年NIST开始AES
7、第一轮征集、分析、测试,共产Ke的参与。由于外部输入的加密密钥K长度有限,所生了15个候选算法。1999年3月完成了第二轮AES的以在AES中要用一个密钥扩展程序(KeyExpansion)把外分析、测试。1999年8月NIST公布了五种算法(MARS,部密钥K扩展成更长的比特串,以生成各轮的加密密RC6,Rijndael,Serpent,Twofish)成为候选算法。最后,Rijn2钥。[5]dael,这个由比利时人设
