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密 码 学 高级数据加密标准 AES 一、AES的概况 1、历史时间： 1997年美国政府向社会公开征集高级数据加密标准（AES）； 1998年8月20日从应征的21个算法中选出15个。 1999年8月又选中其中5个算法。 2000年10月2日再选出1个算法。 2001年11月26日接受其作为标准。 2001年12月4日正式公布：FIPS－197。 一、AES的概况 2、AES产生的背景 ①1984年12月里根总统下令由国家必威体育官网网址局研制新密码标准，以取代DES。 ②1991年新密码开始试用并征求意见。 民众要求公开算法，并去掉法律监督。 ③1994年颁布新密码标准（EES）。 ④1995年5月贝尔实验室的博士生M.Blaze在PC 机上用45分钟攻击法律监督字段获得成功。 ⑤1995年7月美国政府放弃用EES加密数据。 ⑥1997年美国政府向社会公开征AES。 一、AES的概况 3、AES的设计要求 ①安全性：抵抗所有已知攻击； ②实用性：适应各种环境，速度快； ③扩展性：分组长度和密钥长度可扩展。 一、AES的概况 4、整体特点 ①分组密码:分组长度和密钥长度可变，可独立地为128/192/256等,现在一般取 128 。 ②面向二进制的密码算法:能够加解密任何形式的计算机数据。 ③不是对合运算:加、解密使用不同的算法。 ④综合运用置换、代换、代数等多种密码技术 ⑤整体结构：基本轮函数加迭代。轮数可变，≥10 一、AES的概况 5、应用 ①许多国际组织采用为标准。 ②尚未大范围应用。 ③产品形式：软件（嵌入式，应用软件） 硬件（芯片，插卡） 6、结论 只有通过实际应用的检验才能证明其安全。 我们相信：经过全世界广泛分析的AES是不负众望的。 二、框图 四、AES的基本变换 1、AES的数据处理方式 ①字节 ②字 ③状态 2、状态 ①加解密过程中的中间数据。 ②以字节为元素的矩阵，或二维数组。 四、AES的基本变换 2、状态 ③符号：Nb－明密文所含的数据的字数。 Nk－密钥所含的数据的字数。 Nr－迭代轮数。 ④ 例：Nb＝4时的状态 Nk＝4时的密钥数组 a0,0 a0,1 a0,2 a0,3 k0,0 k0,1 k0,2 k0,3 a1,0 a1,1 a1,2 a1,3 k1,0 k1,1 k1,2 k1,3 a2,0 a2,1 a2,2 a2,3 k2,0 k2,1 k2,2 k2,3 a3,0 a3,1 a3,2 a3,3 k3,0 k3,1 k3,2 k3,3 四、AES的基本变换 2、状态 ⑤Nb、Nk、Nr之间的关系： Nr Nb=4 Nb=6 Nb=8 Nk=4 10 12 14 Nk=6 12 12 14 Nk=8 14 14 14 四、AES的基本变换 3、轮变换－加密轮函数 ①标准轮变换： Round(State,RoundKey) ? ByteSub(State); S盒变换 ShiftRow(State); 行移位变换 MixColumn(State); 列混合变换 AddRoundKey(State,RoundKey) 轮密钥加变换 ? 四、AES的基本变换 3、轮变换－加密轮函数 ②最后一轮的轮变换： Round(State,RounKey) ? ByteSub(State); S盒变换 ShiftRow(State);行移位变换 AddRoundKey(State,RoundKey) 轮密钥加变换 ? 注：最后一轮的轮变换中没有列混合变换。 四、AES的基本变换 4、S盒变换 Byt