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1、密码学基础课程设计主题:AESRSASHA1加解密学院:班级:学号:姓名:日期:2012/12/30成绩:概述21.对称加密算法AES2算法基本原理2算法流程图4算法测试结果6程序清单62.非对称密码算法RSA18算法基本原理18算法流程图20算法测试结果21程序清单213.散列算法SHA123算法基本原理23算法流程图25算法测试结果26程序清单264.设计心得32概述大作业目的1）掌握《密码学基础》课程的主要知识点2）掌握常用的密码学算法机理与实现大作业内容对称加密算法（AES）、非对称密码算法（RSA）、散列算法（SHA1）1.对称加密算法AES算法基本
2、原理AES算法的主要数学基础是抽象代数，其中算法中的许多运算是按单字节（8bits）和4字节（32bits）定义的，单字节可看成有限域GF(28)中的一个元素，而4字节则可以看成系数在GF(28)中并且次数小于4的多项式（亦可以理解为：GF(2564)），单字节上的运算有两种：有限域GF(28)上一个8次不可约多项式的模加、点乘（为方便代码实现，推出了X乘的概念），其中，这个不可约多项式为：m(x)=x8+x4+x3+x+1，类似地，4字节运算也分为两种：模加、乘法（为方便代码实现，推出了模乘的概念），而此时使用的模取M(x)=x4+1，由于x4+1=(x2+
3、1)(x2+1)=(x+1)(x+1)(x+1)(x+1)，即非不可约，导致非0多项式乘法逆元（逆元求取主要用到了欧几里德（Euclid）算法）不一定存在，所以在AES算法中，只限于乘一个固定的有逆元的多项式：a(x)={03}x3+{01}x2+{01}x+{02}。图中左边是加密流程，右边是解密流程，其中，Plaintext为明文，Ciphertext为密文，密钥长度可变，可指定为128、192、256比特，不同密钥长度决定了加解密算法的轮数（128位：10轮，192位：12轮，256位：14轮），算法征集之初，6轮迭代便可抵抗当时世界上已知的所有攻击，A
4、ES标准中至少留了4轮余量，按照这种说法，可以推知轮数越多，AES破解难度越大，也就是密钥越长越安全，所以今年8月份有人说256bits密钥长度的AES算法被破解，而128bits未被破解是没有根据的。理解AES需要知道以下两个概念：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；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32，其中根据种子密钥，可以推导出各轮子密钥w[,]，此过程亦称作密钥扩展，针对不同密钥长度的密钥扩展算法可以参照阅读AES算法标准发布文档
5、。S—box如下：Inverses_box:算法流程图图中左边是加密流程，右边是解密流程，其中，Plaintext为明文，Ciphertext为密文，密钥长度可变，可指定为128、192、256比特，不同密钥长度决定了加解密算法的轮数（128位：10轮，192位：12轮，256位：14轮），算法征集之初，6轮迭代便可抵抗当时世界上已知的所有攻击，AES标准中至少留了4轮余量，按照这种说法，可以推知轮数越多，AES破解难度越大，也就是密钥越长越安全，所以今年8月份有人说256bits密钥长度的AES算法被破解，而128bits未被破解是没有根据的。理解AES需要
6、知道以下两个概念：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；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32，其中根据种子密钥，可以推导出各轮子密钥w[,]，此过程亦称作密钥扩展，针对不同密钥长度的密钥扩展算法可以参照阅读AES算法标准发布文档。AES的加密算法AES的解密算法算法测试结果测试数据为书本p119中数据程序清单#include#include//AESonlysupportsNb=4#defineNb4/
7、/numberofcolumnsintheState&expandedkey#defineNk4//numberofcolumnsinakey#defineNr10//numberofroundsinencryptionunsignedcharSbox[256]={//forwards-box0x63,0x7c,0x77,0x7b,0xf2,0x6b,0x6f,0xc5,0x30,0x01,0x67,0x2b,0xfe,0xd7,0xab,0x76,0xca,0x82,0xc9,0x7d,0xfa,0x59,0x47,0xf0,0xad,0xd4,0xa2,0
8、xaf,0x9c,0xa4,0x72,
