对称密码体制

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1、云南大学数学与统计学实验教学中心实验报告课程名称：计算机网络实验学期:XAM19学年第二学期成绩：指导教师：陆正福学生姓名：卢富毓学生学号：zeienimi实验名称：对称密码体制实验要求：必做实验学时：4学时实验编号：心口实验日期：2013/3/28完成日期：2013/6/6学院：数学与统计学院专业:信息与计算科学年级：3•■级一、实验目的：通过实验常握AES加密实验的构造算法，以及其重要思想。二、实验内容：查阅资料，实现AES密码体制的编码算法、译码算法、子密钥生成算法三、实验环境四、靈过程（请学生认真填写）:实验过程、结果以及相应的

2、解释：1.预备知识密码学中的高级加密标准（AdvancedEncryptionStandard,AES）,是一种对称加密的方法。木实验使用Java平台来编写的，虽然在java中已经很好的实现了AES等安全机制，但是为了了解如何实现，还是写了一个AES加密的java程序。2.实验过程A、原理分析：大多数AES计算是在一个特别的有限域完成的。AES加密过程是在一个4X4的字节矩阵上运作，这个矩阵又称为“体（state）",其初值就是一个明文区块（矩阵中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte）o（Rijndael加密法因支持更大的区块，其矩

3、阵行数可视情况增加）加密时，各轮AES加密循环（除最后一轮外）均包含4个步骤：AddRoundKey—矩阵屮的每一个字节都与该次冋合金钥（roundkey）做XOR运算；每个子密钥由密钥生成方案产生。SubBytes-通过二个非线性的替换函数，用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。ShiftRows-将矩阵中的每个横列进行循环式移位。MixColumns—为了充分混合矩阵中各个直行的操作。这个步骤使用线性转换来混合每列的四个字节。最后一个加密循环中省略MixColumns步骤，而以另一个AddRoundKey取代。B、具体代码如下：

4、〃如6.2,若是将每一行看做是一个对象的话〃具体实现的整体结构思想如此下图■田AES1>1>1>

5、j

6、Aesjava—[7]AesCipherAndlnvCipherjava[J]generateKeyjava冈KEYSIZE.javai[>jT]testAes.java—・测试程序密钥生成结果如下：*I11II■l/J丄明文1：AES11212121212121明文2：AESlwrwe2432vl343字节式加密，密文：A滝馬亦＞敢鏗SO釦删饉胸？A?60坨?O蹇回HY撼Oc?字符串式加密，密文：96000e51378de53fa9b

7、68195446bb61eebb9dee8605e3acd55b7（解密后明文：AES11212121212121解密后明文：AES2wrwe2432v!343************************料则2*****************************明文：uuid=FSFASW24S-0342-FEW3-3F33-F44F2SE523432D字节式加密，密文：腹＜粮回篩d?O]＞z埠砸？＞榻錯?怔橢輝扌帶?K[解密：uuid=FSFASW24S-0342-FEW3-3F33-F44F2SE523432D〃得到结果

8、与真实结果一样。说明正确具体代码如下：由于所写代码过多，所以，本代码附在最后！五、实验总结1.遇到的问题及分析：遇到问题：其实这次编写程序遇到的问题还是蛮多的！例如S盒子的生成、逆$盒子的生成，算法中的每一步轮转，密钥生成，密钥长度等都遇到了问题。由于时间仓促，这里就不一一举出来了。分析并解决：■通过图书馆查询相应资料以及课本查阅得到了一些解决。同时在网上查找到了一使用€41编写的程序代码以及算法理论。得到了解决。2.体会和收获。编程实现了BK,个人感觉4实现起来还是比较困难的（对于我来说）因为他中间的矩阵操作复杂。当然收获就是能有一定

9、能力来编写这样的一个程序了。六、参考文献计算机网络课本。七、教师评语：附录：OR代码**不木那那*那**木*那*不那*木**木不那*那**Aes.java木卒不不不那不**不木**不不那不**不木卒*不不那不**packageAES;publicclassAes{privateintNb;//privateintNk;//privateintNr;//以32位为单位的字长以32位为单位的密钥长度轮数privatebyte[]key;//密钥privatebyte[][]privatebyte[][]privatebyte[][]priv

10、atebyte[][]privatebyte[][]Sbox;//S盒矩阵iSbox;//s盒逆矩阵w;//密钥调度表Rcon;//轮常数表State;//状态矩阵/*/privatevoidSetNbNk