liweiguo_第七章AES选编.pptVIP

§5 AES 的安全性 由于采用字节或字作为运算单元，容易在各种计算环境中的软硬件;即可面向8位处理器，也可面向32位处理器，计算速度快，适应性强。 密钥长度128、192或256 ，可抵抗蛮力攻击。 如果破译DES需要t秒，破译AES-128 需要 272*t 秒 轮密钥产生速度快，有非线性换字盒，混乱性和扩散性都很好，没有弱密钥。轮密钥安全性高。 全部算法既可以通过变换表实现，也可以通过数学演算实现，对内存要求极低。 字代换、行移位、列混合等组件, 提供了强扩散和强扰乱功能，消除了可能的频率和模式，有效抵抗频率攻击和模式攻击 能有效抵抗线性分析或差分分析攻击。 习题7 p203： 18，22 大作业二 ： (1) 寻找AES源程序进行下载， (2)分析源程序中换字盒、行移位、列混合的算法，写出伪代码。 * 第七章 高级加密标准 AES Advanced Encryption Standard §7.1 导论 AES (Advanced Encryption Standard) 1、 历史回顾 AES的选择是公开的； 1997年1月，美国国家标准和技术研究所(NIST)发布公告征集新的加密标准AES以取代DES. 将邀请密码界攻击侯选算法； 任何感兴趣的人都可以评估侯选算法的实现代价； 任何评估结果都可以作为公开评论发给NIST. 1. 对称密码； 1997年9月， NIST公布最终要求： 2. 分组长度为128位； 3. 密钥长度支持128位， 192位，和256位. 最终侯选者必须提供： 1. 以算法形式给出的分组密码的完整书面说明； 2. 基于C-语言的参考实现和基于C-语言和Java的数 学实现； 3. 一系列已知结果和Monte Carlo测试的实现； 4. 要声明：在软硬件环境下预计的计算效率、抗击密码分析攻击的预期强度、在不同环境中的优势及局限. 1998年8月， NIST公布最终侯选提名，共15个. 2000年10月2日, NIST正式宣布Rijndael将不作修改地成为AES. 1999年3月, NIST公布第一轮评估结果:有五个方案落选. 1999年8月, NIST公布第二轮评估结果:剩下五个方案: MARS, RC6, Rijindael, Serpent, Twofish. 2000年4月, 第三届AES大会在New York召开. Serpent的表现始终如一, 非常优秀; Rijndael和Twofish也被证实非常适合硬件实现, RC6硬件实现代价较高; MARS的专用硬件实现非常昂贵. 会议最终推Rijndael为首选. Rijndael将不作修改地成为AES的理由: 在广泛的计算环境中软硬件实现始终如一的优秀; 密钥建立时间极短; 灵敏性良好; 极低的内存要求; 运算易于抵抗强力和时间选择攻击. 2. AES 算法的总体结构 128位明文M 预备轮转换 第一轮 第二轮 第N轮 128位密文C 轮 密 钥 扩 展 128位k0 128位k1 128位k2 128位kn 密 码 密 钥 N=10: 128 N=12: 192 N=14: 256 3. AES 轮的结构 状态 换字盒 Sbox 行移位 列混合 轮加密 状态 轮密钥 ki 状态： 128位分成16个字节， 每个字节8位， 16个字节排成一个 4x4的矩阵 ki： 4、AES 算法流程图 Round(State, RoundKey): 1. SubByte(State) 换字盒 2. ShifyRow(State) 行位移 3. MixColumn(State) 列混合 4. AddRoundKey(State, RoundKey) 轮加密 FinalRound(State, RoundKey): 1. SubByte (State) 2. ShifyRow(State) 3. AddRoundKey(State, RoundKey) 明文M K RoundKey AddRoundKey Round (State, Rou