aes算法加密与解密的设计与实现

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1、成都信息工程学院课程设计报告AES算法加密与解密的设计与实现课程名称：密码算法程序设计学生姓名：张佐权学生学号：2010122031专业班级：信安101任课教师：张金全2012年6月3日目录1.背景12信息安全技术12.1信息加密技术概述12.2对称密码技术体制概述22.3非对称密码技术体制概述32.4消息摘要概述33高级加密标准43.1概念43.2AES加密44.各种模式下的AES加密实现54.1以类的方式实现AES加解密54.1.1概述54.1.2AES类的使用方法54.1.3类代码54.2AES类的具体实现64.2.1

2、密钥扩展（KeyExpansion）64.2.2轮密钥加（AddRoundKey）64.2.3字节代替（SubKytes）74.2.4行移位（ShiftRows）74.2.5列混合（MixColumns）84.2.6轮结构94.3AES在可视化窗体中的实现104.3.1概述104.3.2实现步骤104.4加密模式104.4.1.EBC模式104.4.2.CBC模式114.4.3.OFC模式124.4.4.OFB模式134.4.5.加密模式中用到的其他必须函数134.5应用程序使用说明164.4.1程序界面164.4.2各区域

3、功能说明165.测试175.1AES类控制台各功能模块测试175.1.1密钥扩展（KeyExpansion）175.1.2轮密钥加（AddRoundKey）175.1.3字节代替（SubKytes）17HYPERLINKl_Toc278665.1.4行移位（ShiftRows）175.1.5列混合（MixColumns）175.1.6轮结构加密验证185.2消息加解密功能测试185.2.1与FIPS-197（AES）比对验证185.2.2ASCII加密验证215.5.3加密模式验证22结论25参考文献251.背景近年来，随

4、着Internet的迅猛发展，计算机网络技术正在日益广泛的应用到商业，金融，国防等各个领域，Internet在人民的日程生活中发挥着越来越重要的作用。WorldWideWeb(WWW)系统已经从最初的提供信息查询浏览一类的静态服务发展成可提供动态交互的综合系统，Internet提供的互联性和开放性使信息的交换和共享成为现实，为社会带来了巨大的收益。然而，Internet是一个给予TCP/IP协议的开放系统，它建立的初衷是为了使用者提供一种快捷的通信和资源的共享方式，并没有考虑到数据传输的安全性，机密性和通信实体的身份鉴别等安

5、全因素，因此在Internet的日益广泛应用的同时，通信安全问题也日益突出。如何保证数据的安全传输已经成为了一个重要问题，这一问题也是当今网络通信技术研究的一个热点。国际化标准组织定义了安全服务，安全机制，安全管理以及安全方面其他问题综合形成的整套安全体系，此外，通过对现实中网络方面所面临的各种安全问题的分析和总结，还定义了11种威胁，为了避免网络遭受这些威胁，在该标准中明确规定了五大安全服务的功能：身份认证服务，访问控制服务，数据保密服务，数据完整性服务和不可否认服务。概括的讲，这五大服务的主要功能如下：（1）保密性。为了

6、防止被动攻击而对所传输的数据进行加密，一般是指采用密码学技术，将需要保密的信息转化为另外一种隐蔽的形式，使未授权者无法提取有用的信息。（2）完整性。数据完整性用于确认数据在存储和传输的过程中未被修改。（3）身份认证。认证就是确认实体的身份或数据的来源，即实体与它自己声明的身份是否一致，包括实体身份认证和数据来源认证。（4）访问控制。访问控制是指控制或限制通信链路对某些网络资源的访问，防止非法用户侵入或合法用户不慎操作所造成的破坏。（5）不可否认性。可用来防止两个对话实体对曾经执行过的操作提出异议，从而确认某个实体确实发送或接

7、受过信息。2信息安全技术2.1信息加密技术概述加密的基本思想是通过变换信息的表示形式来伪装需要保护的信息，使非授权者不能理解被保护信息的含义。加密前的原始信息称为明文（M），用某种方法伪装信息以隐藏它的内容的过程称为加密（encrption），加密后的信息称为密文(ciphertext,记做C），而把密文转变为明文的过程称为解密（decrytion），加密和解密的过程组成加密系统，明文和密文统称为报文。第34页,共25页密码是实现秘密通讯的主要手段。凡是用特种符号按照通讯双方约定的方法把信息的原形隐蔽起来，不为第三者所识别的

8、通讯方式称为密码通讯。在计算机通讯中，采用密码技术将信息隐蔽起来，再将隐蔽后的信息传输出去，即使信息在传输过程中即使被窃取或载获，窃取者也不能了解信息的内容，从而保证信息传输的安全。任何一个加密系统至少包括下面四个组成部分：（1）、未加密的报文，也称明文。（2）、加密后的报文，也称密文。（