AES加解密实验报告

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1、《信息安全体系》课程设计报告班级：物联网2013级1班姓名：学号：课程设计题目：AES加密算法所属课程：物联网信息安全实验室(中心)：软件实验室60801指导教师：完成时间：2016年6月6日1.问题分析和任务定义问题分析：´AES是一个对称分组密码算法，根据使用的密码长度，AES最常见的有3种方案，用以适应不同的场景要求，分别是AES-128、AES-192和AES-256。´AES加密过程涉及到4种操作：字节替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）。解密过程分

2、别为对应的逆操作。由于每一步操作都是可逆的，按照相反的顺序进行解密即可恢复明文。´AES算法是基于置换和代替的。置换是数据的重新排列，而代替是用一个单元数据替换另一个。AES使用了几种不同的技术来实现置换和替换。任务（功能）定义：（数据结构部分）（1）明文转换：Utf8.encode(strUni);//将得到的明文或密钥通过Utf8编码Utf8.decode(strUtf);//将UTF-8编码的字符串解码成多字节Unicode字符Base64.encode=function(str,utf8encode)//将UTF-8编码得到的字符通过B

3、ase64编码Base64.decode=function(str,utf8decode)//将UTF-8解码得到的字符通过Base64解码（2）轮密钥加：Aes.addRoundKey=function(state,w,rnd,Nb)//将128位的state矩阵按位与128位密钥异或（1）字节代替：Aes.subBytes=function(s,Nb)//将状态矩阵的每个字节，进行4*Nb矩阵的遍历并替换（2）列混淆：Aes.mixColumns=function(s,Nb)//将状态矩阵逐列混合（3）行位移：Aes.shiftRows=f

4、unction(s,Nb)//状态矩阵的第0行不变，第1行向左移一个字节，第2行向左移两个字节，第三行向左移三个字节（4）密钥扩展：Aes.keyExpansion=function(key)//将输入的密钥扩展为11组128位密钥组，其中第0组为输入密钥本身1.环境简介开发环境：WebStrom11.0.2环境简介：WebStorm是jetbrains公司旗下一款JavaScript开发工具。被广大中国JS开发者誉为“Web前端开发神器”、“最强大的HTML5编辑器”、“最智能的JavaScriptIDE”等。与IntelliJIDEA同源，

5、继承了IntelliJIDEA强大的JS部分的功能。2.程序设计根据算法密钥的长度，AES有3种不同方案用以满足不同的场景需求，分别是AES-128、AES-192和AES-256。本次内容主要对AES-128进行设计，另外两种的思路基本一样，只是密钥扩展的过程会稍有不同，加解密的轮数会适当增加，但加解密的操作都是一样的。（1）AES加解密流程(2)字节替代字节代替的主要功能是通过S盒完成一个字节到另外一个字节的映射。主要算法：Aes.subBytes=function(s,Nb){for(varr=0;r<4;r++){for(varc=0;

6、c

7、个字节对应的值只与该列的4个值有关系。此处的乘法和加法都是定义在GF(28)上的，需要注意如下几点：1）将某个字节所对应的值乘以2，其结果就是将该值的二进制位左移一位，如果该值的最高位为1（表示该数值不小于128），则还需要将移位后的结果异或00011011；2）乘法对加法满足分配率3）此处的矩阵乘法与一般意义上矩阵的乘法有所不同，各个值在相加时使用的是模2加法（相当于是异或运算）。主要算法：Aes.mixColumns=function(s,Nb){for(varc=0;c

8、rray(4);for(vari=0;i<4;i++){a[i]=s[i][c];b[i]=s[i][c]&0x80?s[i][c]<<1^0x011