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aes加密算法详细分解

keros@mark 2022-10-24 资讯中心

本文目录一览

aes是什么意思?

aes的意思是:

1、密码学中的高级加密标准(Advanced Encryption Standard,aes),又称Rijndael加密法,是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。

2、原子发射光谱原子发射光谱法(Atomic Emission Spectrometry,简称aes),是利用物质在热激发或电激发下,不同元素的原子或离子发射特征光谱的差别来判断物质的组成,并进而进行元素的定性与定量分析的方法。

aes加密

aes加密过程又包括一个作为初始轮的初始密钥加法(AddRoundKey),接着进行9次轮变换(Round),最后再使用一个轮变换(FinalRound),如图2.1 aes算法加密实现过程所示。

每一次Round均由SubBytes,ShiftRows,MixColumns和AddRoundKey共4个步骤构成,FinalRound包含除MixColumns这一步外的其他3个步骤。轮变换及其每一步均作用在中间结果上,将该中间结果称为状态,可以形象地表示为一个4*4 B的矩阵。

aes加密算法原理

aes是分组密钥,算法输入128位数据,密钥长度也是128位。用Nr表示对一个数据分组加密的轮数(加密轮数与密钥长度的关系如表1所列)。每一轮都需要一个与输入分组具有相同长度的扩展密钥Expandedkey(i)的参与。由于外部输入的加密密钥K长度有限,所以在算法中要用一个密钥扩展程序(Keyexpansion)把外部密钥K扩展成更长的比特串,以生成各轮的加密和解密密钥。

1.1圈变化

aes每一个圈变换由以下三个层组成:

非线性层——进行Subbyte变换;

线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算;

密钥加层——进行AddRoundKey运算。

① Subbyte变换是作用在状态中每个字节上的一种非线性字节转换,可以通过计算出来的S盒进行映射。

② ShiftRow是一个字节换位。它将状态中的行按照不同的偏移量进行循环移位,而这个偏移量也是根据Nb的不同而选择的[3]。

③ 在MixColumn变换中,把状态中的每一列看作GF(28)上的多项式a(x)与固定多项式c(x)相乘的结果。 b(x)=c(x)*a(x)的系数这样计算:

*运算不是普通的乘法运算,而是特殊的运算,即 b(x)=c(x)·a(x)(mod x4+1) 对于这个运算 b0=02。a0+03。a1+a2+a3 令xtime(a0)=02。a0

其中,符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。

对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)*a(x)。

④ 密钥加层运算(addround)是将圈密钥状态中的对应字节按位“异或”。

⑤ 根据线性变化的性质[1],解密运算是加密变化的逆变化。

什么是aes算法

加密算法分为单向加密和双向加密。

单向加密 包括 MD5 , SHA 等摘要算法。单向加密算法是不可逆的,也就是无法将加密后的数据恢复成原始数据,除非采取碰撞攻击和穷举的方式。像是银行账户密码的存储,一般采用的就是单向加密的方式。

双向加密 是可逆的,存在密文的密钥,持有密文的一方可以根据密钥解密得到原始明文,一般用于发送方和接收方都能通过密钥获取明文的情况。双向加密包括对称加密非对称加密。对称加密包括 DES 加密, aes 加密等,非对称加密包括 RSA 加密, ECC 加密。

aes 算法全称 Advanced Encryption Standard ,是 DES 算法的替代者,也是当今最流行的对称加密算法之一。

要想学习aes算法,首先要弄清楚三个基本的概念:密钥、填充、模式。

密钥是 aes 算法实现加密和解密的根本。对称加密算法之所以对称,是因为这类算法对明文的加密和解密需要使用同一个密钥。

aes支持三种长度的密钥:

128位,192位,256位

平时大家所说的aes128,aes192,aes256,实际上就是指的aes算法对不同长度密钥的使用。从安全性来看,aes256安全性最高。从性能来看,aes128性能最高。本质原因是它们的加密处理轮数不同。

要想了解填充的概念,我们先要了解aes的分组加密特性。aes算法在对明文加密的时候,并不是把整个明文一股脑加密成一整段密文,而是把明文拆分成一个个独立的明文块,每一个明文块长度128bit。

这些明文块经过aes加密器的复杂处理,生成一个个独立的密文块,这些密文块拼接在一起,就是最终的aes加密结果。

但是这里涉及到一个问题:

假如一段明文长度是192bit,如果按每128bit一个明文块来拆分的话,第二个明文块只有64bit,不足128bit。这时候怎么办呢?就需要对明文块进行填充(Padding)。aes在不同的语言实现中有许多不同的填充算法,我们只举出集中典型的填充来介绍一下。

不做任何填充,但是要求明文必须是16字节的整数倍。

如果明文块少于16个字节(128bit),在明文块末尾补足相应数量的字符,且每个字节的值等于缺少的字符数。

比如明文:{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6个字节,则补全为{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,6,6,6,6,6,6}

如果明文块少于16个字节(128bit),在明文块末尾补足相应数量的字节,最后一个字符值等于缺少的字符数,其他字符填充随机数。

比如明文:{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6个字节,则可能补全为{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,5,c,3,G,$,6}

需要注意的是,如果在aes加密的时候使用了某一种填充方式,解密的时候也必须采用同样的填充方式。

aes的工作模式,体现在把明文块加密成密文块的处理过程中。aes加密算法提供了五种不同的工作模式:

ECB、CBC、CTR、CFB、OFB

模式之间的主题思想是近似的,在处理细节上有一些差别。我们这一期只介绍各个模式的基本定义。

电码本模式 Electronic Codebook Book

密码分组链接模式 CipherBlock Chaining

计算器模式 Counter

密码反馈模式 CipherFeedBack

输出反馈模式 OutputFeedBack

如果在aes加密的时候使用了某一种工作模式,解密的时候也必须采用同样的工作模式。

aes加密主要包括两个步骤: 密钥扩展 和 明文加密 。

密钥扩展过程说明(密钥为16字节):

函数g的流程说明:

轮常量(Rcon)是一个字,最右边三个字节总为0。因此字与Rcon相异或,其结果只是与该字最左的那个字节相异或。每轮的轮常量不同,定位为Rcon[j] = (RC[j], 0, 0, 0)。(RC是一维数组)

RC生成函数:RC[1] = 1, RC[j] = 2 * RC[j – 1]。

因为16字节密钥的只进行10轮的扩展,所以最后生成的RC[j]的值按16进制表示为:

十轮的密钥扩展后,就能生成44个字大小的扩展密钥。扩展后的密钥将用于aes对明文的加密过程。

S盒是16×16个字节组成的矩阵,行列的索引值分别从0开始,到十六进制的F结束,每个字节的范围为(00-FF)。

进行字节代替的时候,把状态中的每个字节分为高4位和低4位。高4位作为行值,低4位作为列值,以这些行列值作为索引从S盒的对应位置取出元素作为输出,如下图所示:

S盒的构造方式如下:

(1) 按字节值得升序逐行初始化S盒。在行y列x的字节值是{yx}。

(2) 把S盒中的每个字节映射为它在有限域GF中的逆;{00}映射为它自身{00}。

(3) 把S盒中的每个字节的8个构成位记为(b7, b6, b5, b4, b3, b2, b1)。对S盒的每个字节的每个位做如下的变换:

ci指的是值为{63}的字节c的第i位。

解密过程逆字节代替使用的是逆S盒,构造方式为

字节d={05}。

逆向行移位将状态中后三行执行相反方向的移位操作,如第二行向右循环移动一个字节,其他行类似。

要注意,图示的矩阵的乘法和加法都是定义在GF(2^8)上的。

逆向列混淆原理如下:

轮密钥加后的分组再进行一次轮密钥加就能恢复原值.所以,只要经过密钥扩展和明文加密,就能将明文加密成密文,进行解密的时候,只需要进行逆向变换即可。

图[aes加密算法的流程]中还需要注意,明文输入到输入状态后,需要进行一轮的轮密钥加,对输入状态进行初始化。 前9轮的加密过程,都需要进行字节替代、行移位、列混淆和轮密钥加,但是第10轮则不再需要进行列混淆。

进行解密的时候,需要进行逆向字节替代,逆向行移位、逆向列混淆和轮密钥加。

aes加密的详细过程是怎么样的?

详细过程如下图:

aes加密标准又称为高级加密标准Rijndael加密法,是美国国家标准技术研究所NIST旨在取代DES的21世纪的加密标准。aes的基本要求是,采用对称分组密码体制,密钥长度可以为128、192或256位,分组长度128位,算法应易在各种硬件和软件上实现。

1998年NIST开始aes第一轮分析、测试和征集,共产生了15个候选算法。

1999年3月完成了第二轮aes2的分析、测试。2000年10月2日美国政府正式宣布选中比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen提出的一种密码算法Rijndael作为aes的加密算法。

aes加密数据块和密钥长度可以是128b、192b、256b中的任意一个。aes加密有很多轮的重复和变换。

aes算法是什么?

aes:Advanced Encryption Standard(高级加密标准),是美国国家标准与技术研究所用于加密电子数据的规范,该算法汇聚了设计简单、密钥安装快、需要的内存空间少、在所有的平台上运行良好、支持并行处理并且可以抵抗所有已知攻击等优点。

aes是一个迭代的、对称密钥分组的密码,它可以使用128、192 和 256 位密钥,并且用 128 位(16字节)分组加密和解密数据。

aes具有应用范围广

等待时间短、相对容易隐藏、吞吐量高等优点,在性能等各方面都优于WEP算法。利用此算法加密,WLAN的安全性将会获得大幅度提高。aes算法已经在802.11i标准中得到最终确认,成为取代WEP的新一代的加密算法。但是由于aes算法对硬件要求比较高,因此aes无法通过在原有设备上升级固件实现,必须重新设计芯片。

以上内容参考:百度百科-aes技术

aes的INCI名称

Aes是加密文件的名称,它的inci名称是查不到的。

下面小编就为大家详细的介绍一下aes的内容。在Android开发过程中,我们经常会使用到加密相关的算法。在很久以前,加密算法使用得比较频繁的是DES,后来出现了更加强悍的加密算法—aes。这也是我们现在用得比较广泛的加密算法。aes高级加密标准,在密码学中又称Rijndael加密法,是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES,已经被多方分析且广为全世界所使用。aes是一种对称性加密方式。一般我们在为了保证某些数据传输的安全性时,会使用到aes加密。而我们比较熟悉的是登录电子邮箱、网站等需要使用密码登录,这个密码实际上是口令,是用于验证用户身份的,密码学上的“密码”是指按照一定规则编成,对通信双方的信息进行明密文变换的符号。以上就是本期内容了,希望对你有所帮助。

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2.唯一性:以定制的方式为每一位用户单独定制“专属型号CID”,多用户之间算法不兼容,并且采用固化的方法直接将算法固化到晶圆上而无需烧入。
3.序列号:每颗芯片制造生产时具有5字节全球唯一SN序列号,每颗芯片SN都不会重复。
4.防抄特性:每颗芯片都有自己独特的密钥系统,破解单颗芯片只对这颗芯片对应的产品有效,对整个同类型的产品是无效的,依旧无法通过验证。而且KEROS采用ASIC方法设计,芯片内为纯逻辑电路,封装内有40多层逻辑电路整合了10万多个逻辑门,爆力刨片破解难度可想而知。
5.安全存储:用户可以将保密数据加密之后安全的存放到EEPROM中。aes加密算法详细分解的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容。

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