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aes加密算法是不是对称的

keros@mark 2022-10-29 资讯中心

很高兴和大家一起分享aes加密算法是不是对称的的知识,希望对各位有所帮助。

本文目录一览

什么是aes对称加密?

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

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算法是否有可能得到相同的密文

没有可能得到相同的密文

虽然aes是非对称的算法,解密复杂度较高

但是对于密钥已知的情况下

明文和密文是一一对应的

aes加密算法是对称密钥还是非对称密钥?

aes属于对称加密方法,高级加密标准(Advanced Encryption Standard,aes)

aes和RSA是什么关系?和MD5又有什么关系?

aes和RSA都是加密算法

aes属于对称加密算法

RSA属于非对称加密算法,公钥和私钥不一致

MD5是一种校验方式,用于保证文件的正确性,防止被植入木马或病毒

典型加密算法包括

1、对称加密算法

对称加密算法是指加密和解密采用相同的密钥,是可逆的(即可解密)。aes加密算法是密码学中的高级加密标准,采用的是对称分组密码体制,密钥长度的最少支持为128。

aes加密算法是美国联邦政府采用的区块加密标准,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使用。

2、非对称加密

非对称加密算法,又称为公开密钥加密算法。它需要两个密钥,一个称为公开密钥 (public key),即公钥,另一个称为私有密钥 (private key),即私钥。

RSA:由 RSA 公司发明,是一个支持变长密钥的公共密钥算法,需要加密的文件块的长度也是可变的;

DSA(Digital Signature Algorithm):数字签名算法,是一种标准的 DSS(数字签名标准);

ECC(Elliptic Curves Cryptography):椭圆曲线密码编码学。

3、Hash 算法

Hash 算法特别的地方在于它是一种单向算法,用户可以通过 Hash 算法对目标信息生成一段特定长度的唯一的 Hash 值,却不能通过这个 Hash 值重新获得目标信息。因此 Hash 算法常用在不可还原的密码存储、信息完整性校验等。

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加密算法是不是对称的的介绍到此就结束了,感谢大家耐心阅读。

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