aes算法研究new

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1、2011年8月洛阳师范学院学报Aug．，2011第30卷第8期JournalofLuoyangNormalUniversityVol．30No．8AES算法研究曹晓丽，王爱强(河南职业技术学院，河南郑州450046)摘要:密码技术是信息安全的核心技术，本文主要通过阐述AES的算法原理与步骤，特点及安全性，以实现密码技术，增强信息安全．关键词:算法;AES算法;加密;解密;密钥中图分类号:TP309．2文献标识码:A文章编号:1009－4970(2011)08－0074－02对称密码算法的显著特点是通信双方在加密/128位，迭代轮数位10轮，则通过密钥编排程序，解密过程中使用

2、相同的密钥，或者由其中的一个可将128位的初始密钥扩展成1408位的新密钥，每以很容易地推出另一个，对称密码体制包括分组密32位结合，称为1个字，新密钥被分为44个字，前码和序列密码．最常用的对称密码算法是数据加密4个字是最初的初始密钥加，后40个字分别用于标准(DES)算法，它是由IBM在美国国家安全局10轮加密运算的轮密钥加．(NSA)授意之下研制的一种使用56位密钥的分组1．1字节替换密码算法，随着计算机和通信技术的深入发展，虽这个步骤很简单，通过一个已定义的替换表来然到目前为止还没有一种完全可行的方法对DES完成．AES定义了一个S盒来实现加密变换，同时设算法进行直

3、接破解，但是解密技术的快速演进已经计了一个逆S盒来实现解密变换．逆S盒是S盒的严重威胁到DES密码系统的安全性．2000年10逆操作．AES的S盒置换表是由下列运算得来的:月．Rijndael算法以它在广泛的计算环境中硬软件(1)初始化S盒，将第m行n列的元素初始化实现表现出的良好性能:建立密钥时间短、灵敏性为0xmn．高、能够抵抗强力攻击和时间选择攻击，被NIST(2)将S盒中的每个字节映射为它在有限域8不加修改地作为AES(AdvancedEncryptionStand-GF(2)，AES使用Z2［x］上的不可约多项式m(x)8438ard)的唯一算法．=x+x+x+x

4、+1来构造(2)．(3)将S盒中的一个元素按位记为1AES算法描述(a7a6a5a4a3a2a1a0)，接着，对S盒中的每个字节中在原始的Rijndael算法中，明文分组长度和密的每个位作如下的变换:bi=ai⊕a(i+4)mod8⊕钥长度均能被指定为128位、192位和256位．在a(i+5)mod8⊕a(i+6)mod8⊕a(i+7)mod8⊕ci．其中ci是值为高级加密标准规范中，明文分组长度只能是1280x63的字节的第i位，即(c7c6c5c4c3c2c1c0)=位，密钥长度可以使用128位、192位、256位中的(01100011)．最终得到矩阵B．任意一种．A

5、ES是一个轮迭代的分组密码，每一圈1．2行移位包括字节替换(BS)、行移位(SR)、列混合经过字节代换后的信息仍然是一个正方形矩(MC)、轮密钥加(ADK);根据密钥长度，AES有阵，4行4列，每个单元1个字节共8位，一共是Nr=10，12，14轮，明文分组用以字节为单位，每2128位．B的行通过循环左移进行置换;第0行左个字节(16位)结合，形成正方形矩阵，称为状态矩移0字节，第1行左移1字节，第2行左移2字节，阵，在算法的每一轮中，状态矩阵的内容不断发生第3行左移3字节．这使得矩阵的列进行了重新排变化，最后的结果作为密文输出．如果密钥长度为收稿日期:2011－02－24

6、作者简介:曹晓丽(1979－)，女，河南郑州人，讲师．洛阳师范学院学报2011年第8期·75·列，在移位后的每列中，都包含有未移位前每列的3AES的解密一个字节．最终得到矩阵C，其仍是4行4列，每个单元1个字节共8位，一共是128位．由于AES算法没有使用Feistel结构，因此1．3列混合AES的解密操作与DES算法不同．AES算法的解这个步骤是对C的列进行复杂转换，每一列的密需要使用相应变换的逆向变换，并且各个变换的4个元素与一个多项式相乘，并将这一列的每一个使用顺序也不一样，首先对密文使用w［40］，w元素扩散到这一列的全部4个元素．［41］，w［42］，w［43］进

7、行轮密钥加，然后进行第11．4轮密钥加轮的解密，分别为逆行移位，逆字节代换，轮密钥轮密钥加是将128位的轮密钥Ki同状态中的加和逆列混合，直到倒数第2轮的解密，最后1轮数据进行逐位异或操作，扩展密钥只参与了这一个操作只有3步:逆行位移，逆字节代换，使用w［0］，变换，根据加密的轮数用相应的扩展密钥的四个数w［1］，w［2］，w［3］进行轮密钥加．这使得对AES的据项和中间状态矩阵上的列进行按位异或．最终形解密需要两个不同的软件和硬件模块．成加密后的密文E，与明文位数相同．3．1逆行位移需要注意的是，在进行第1轮操作