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aes加密流程与解密流程相同吗

keros@mark 2022-11-06 资讯中心

今天给各位分享aes加密流程与解密流程相同吗的知识,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站。

本文目录一览

aes的解密算法和加密算法有什么不同

aes加密中的字节代换 行移位和列混淆在解密过程中全部被逆字节代换 逆行移位和逆列混淆所代替,逆字节代换用逆S盒 逆行移位向右移等等 即 aes的解密运算过程是加密运算过程的逆过程。

简述aes算法的加密过程

aes加密过程涉及到 4 种操作,分别是字节替代、行移位、列混淆和轮密钥加。

1.字节替换:字节代替的主要功能是通过S盒完成一个字节到另外一个字节的映射。

2.行移位:行移位的功能是实现一个4x4矩阵内部字节之间的置换。

4.轮密钥加:加密过程中,每轮的输入与轮密钥异或一次(当前分组和扩展密钥的一部分进行按位异或);因为二进制数连续异或一个数结果是不变的,所以在解密时再异或上该轮的密钥即可恢复输入。

5.密钥扩展:其复杂性是确保算法安全性的重要部分。当分组长度和密钥长度都是128位时,aes的加密算法共迭代10轮,需要10个子密钥。aes的密钥扩展的目的是将输入的128位密钥扩展成11个128位的子密钥。aes的密钥扩展算法是以字为一个基本单位(一个字为4个字节),刚好是密钥矩阵的一列。因此4个字(128位)密钥需要扩展成11个子密钥,共44个字。

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。

非对称加密和对称加密的区别

非对称加密和对称加密在加密和解密过程、加密解密速度、传输的安全性上都有所不同,具体介绍如下:

1、加密和解密过程不同

对称加密过程和解密过程使用的同一个密钥,加密过程相当于用原文+密钥可以传输出密文,同时解密过程用密文-密钥可以推导出原文。但非对称加密采用了两个密钥,一般使用公钥进行加密,使用私钥进行解密。

2、加密解密速度不同

对称加密解密的速度比较快,适合数据比较长时的使用。非对称加密和解密花费的时间长、速度相对较慢,只适合对少量数据的使用。

3、传输的安全性不同

对称加密的过程中无法确保密钥被安全传递,密文在传输过程中是可能被第三方截获的,如果密码本也被第三方截获,则传输的密码信息将被第三方破获,安全性相对较低。

非对称加密算法中私钥是基于不同的算法生成不同的随机数,私钥通过一定的加密算法推导出公钥,但私钥到公钥的推导过程是单向的,也就是说公钥无法反推导出私钥。所以安全性较高。

参考资料来源:百度百科-对称加密

参考资料来源:百度百科-非对称加密

aes加密和解密过程中,所使用的密钥有何区别

aes加密和解密过程中,所使用的密钥有何区别?

答:解密时使用的轮密钥顺序与加密时相反,但仍使用同样的轮密钥。

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加密流程与解密流程相同吗的介绍到此就结束了,感谢大家耐心阅读。

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