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aes属于对称加密算法,这样算法最大的特点是加密的密钥和解密的密钥是一样的。另外aes运算相对比较简单,在数据流加密中应用很广泛。
aes(The Advanced Encryption Standard)是美国国家标准与技术研究所用于加密电子数据的规范。aes加密数据块分组长度必须为128比特,密钥长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意一个(如果数据块及密钥长度不足时,会补齐)。
aes加密有很多轮的重复和变换。大致步骤如下:1、密钥扩展(KeyExpansion),2、初始轮(Initial
Round),3、重复轮(Rounds),每一轮又包括:SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey,4、
最终轮(Final Round),最终轮没有MixColumns。
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
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和非对称加密。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,高级加密标准(英语:Advanced Encryption Standard,缩写:aes),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。包括aes-ECB,aes-CBC,aes-CTR,aes-OFB,aes-CFB
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
随着社会的发展,产品的更新速度也是越来越快,算法是方案的核心,保护开发者和消费者的权益刻不容缓,那么加密芯片在其中就扮演了重要的角色,如何选择加密芯片呢?
1.市面上加密芯片种类繁多,算法多种,加密芯片强度参差不齐,加密性能与算法、秘钥密切相关。常见的加密算法有对称算法,非对称算法,国密算法,大部分都是基于I2C、SPI或1-wire协议进行通信。加密芯片还是需要项目实际需求选择,比如对称加密算法的特点是计算量小、加密速度快、加密效率高等。
2.因为单片机软加密性能较弱且非常容易被复制,所以有了加密芯片的产生,大大增加了破解难度和生产成本。目前加密芯片广泛应用于车载电子、消费电子、美容医疗、工业控制、AI智能等行业。
3.韩国KEROS加密芯片专注加密领域十多年,高安全性、低成本,在加密保护领域受到了众多客户的高度赞扬及认可。KEROS采用先进的内置aes256安全引擎和加密功能,通过真动态数据交互并为系统中敏感信息的存储提供了安全的场所,有了它的保护电路,即使受到攻击,这些信息也可以保持安全。其封装SOP8,SOT23-6,TDFN-6集成I2C与1-wire协议满足不同应用需求。CK02AT、CK22AT、CK02AP、CK22AP支持1.8V-3.6V,256bit位秘钥长度,5bytes SN序列号,支持定制化免烧录,加密行业首选。关于aes加密算法属于()的介绍到此就结束了,感谢大家耐心阅读。
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