aes算法在多核的安卓平台下的改进及应用

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1、学校代码：１０２７０分类号；ＴＰ３０９学号；１３２２０１０５３玉４作後乂多硕±学位论文．ＡＥＳ论文题目；算法在多核的安卓平ｉ自Ｔ的改进及应用学院；信息与机电工程学院专业；计縣应用技术研究方向；信息安全研究生姓名：骆子玉指导教师：洪雜二零一一完成日期：六年月ImprovementandapplicationoftheAESalgorithmbasedonmulti-coreandroidplatformADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:LuoZiyuSupervisor:

2、HongXuanSpecialty:InformationSecurityCollegeofInformation,MechanicalandElectricalEngineeringShanghaiNormalUniversity,Shanghai,ChinaJanuary2016上海师范大学硕士学位论文摘要摘要随着移动互联网的飞速发展，Android已经成为主流移动操作系统。与此同时信息安全越来越受到关注，加密作为一种信息保护的手段也在向前发展。在对称加密算法中，AES算法已经取代DES算法成为新的加密标准。现有的AES算法大多基于单核处理器，实现方式以串行为主。由于摩尔定律遇到瓶颈，多核

3、处理器应运而生，并成为大多Android设备的基本配置。多核处理器实现了真正意义上的多线程并行计算。本文先总结了安卓平台的分层架构及其安全机制，随后根据AES算法的执行过程的分析，提出了针对轮变换环节的改进方案和针对CTR模式的明文分组方案。在轮变换的环节分析得出ShiftRows变换不必等到SubBytes变换完全结束再执行；同理，AddRoundKey变换不必等到MixColumns变换完全结束。通过改变算法的轮变换环节的执行过程利用并行化的处理方式对其改进。明文分组方案基于分组密码的CTR模式，因为CTR模式明文块之间不相互依赖，所以可以对分组后的明文块并行执行加密算法。改进后的两种方案

4、均在特定的实验环境下进行测试，经多次测量求得实验数据平均值，将两种方案的测试结果与原算法进行对比，实验表明加密速度均有较为明显的提高。文章最后根据安卓原生Sqlite数据库的安全机制的不足，将改进后的AES算法运用到数据库加密中，重新编译生成库文件，通过JNI的方式为应用程序提供具有加密功能的数据库，无需修改Android系统源码。经测试加密后的数据库无法通过数据库软件直接访问，提高了安卓应用程序的数据库安全性。关键词：密码学；AES算法；轮变换；CTR模式；Android；多线程；并行计算；SQLite数据库IAbstractShanghaiNormalUniversityMasterofS

5、cienceAbstractWiththedevelopmentofMobileInternet,Androidbecamethemainmobileoperatingsystem.Atthesametime,informationsecurityisgettingmoreandmoreattention,encryptionasameansofinformationprotectionisalsomovingforward.Inthesymmetricencryptionalgorithm,AESalgorithmhasreplacedtheDESalgorithmasthenewencry

6、ptionstandard.MostoftheexistingAESalgorithmsarebasedonthesinglecoreprocessor,whichismainlybasedonserial.DuetotheMoore'slawencounteredabottleneck,themulti-coreprocessorcameintobeing,andbecomethebasicconfigurationofmostAndroiddevices.Multicoreprocessorachievethetruesenseofthemulti-threadparallelcomput

7、ing.ThepaperfirstsummarizesthelayeredarchitectureofAndroidplatformanditssecuritymechanism,thenaccordingtotheanalysisoftheimplementationprocessofAESalgorithm,putforwardtheimprovementschemefortheroundtr