網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)安全專業(yè)培訓(xùn)講義

1、一、AES高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)的起源1997年4月15日，NIST發(fā)起征集高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)的活動(dòng)，活動(dòng)目的是確定一個(gè)非保密的、可以公開技術(shù)細(xì)節(jié)的、全球免費(fèi)使用的分組密碼算法，作為新的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)。1997年9月12日，美國(guó)聯(lián)邦登記處公布了正式征集AES候選算法的通告。作為進(jìn)入AES候選過程的一個(gè)條件，開發(fā)者承諾放棄被選中算法的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。對(duì)AES的根本要求是：比三重DES快、至少與三重DES一樣平安、數(shù)據(jù)分組長(zhǎng)度為128比特、密鑰長(zhǎng)度為128/192/256比特。1998年8月12日，在首屆AES會(huì)議上指定了15個(gè)候選算法。1999年3月22日第二次AES會(huì)議上，將候選名單減少為5 個(gè)， 這5

2、個(gè)算法是RC6，Rijndael，SERPENT，Twofish和MARS。2000年4月13日，第三次AES會(huì)議上，對(duì)這5個(gè)候選算法的各種分析結(jié)果進(jìn)行了討論。2000年10月2日，NIST宣布了獲勝者Rijndael算法，2001年11月出版了最終標(biāo)準(zhǔn)FIPS PUB197。一、AES參數(shù)一、AES特性AES的特性所有的攻擊具有免疫性在各種平臺(tái)上執(zhí)行速度快，代碼緊湊設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以字節(jié)為單位的方陣描述：輸入分組in、中間數(shù)組 State、輸出、密鑰排列順序：方陣中從上到下，從左到右一、AES算法結(jié)構(gòu)AES算法的輪變換中沒有Feistel結(jié)構(gòu)，輪變換是由三個(gè)不同的可逆一致變換組成，稱之為層。

3、線性混合層：確保多輪之上的高度擴(kuò)散。非線性層：具有最優(yōu)最差-情形非線性的S-盒的并行應(yīng)用。密鑰加層：輪密鑰簡(jiǎn)單地異或到中間狀態(tài)上。一、AES算法結(jié)構(gòu)一、AES算法結(jié)構(gòu)AES算法的輪變換中沒有Feistel結(jié)構(gòu)，輪變換是由三個(gè)不同的可逆一致變換組成，稱之為層。線性混合層：確保多輪之上的高度擴(kuò)散。非線性層：具有最優(yōu)最差-情形非線性的S-盒的并行應(yīng)用。密鑰加層：輪密鑰簡(jiǎn)單地異或到中間狀態(tài)上。一、AES加密過程一、AES算法描述假設(shè)：State表示數(shù)據(jù)以及每一輪的中間結(jié)果， RoundKey表示每一輪對(duì)應(yīng)的子密鑰算法如下：第一輪之前執(zhí)行AddRoundKey(State,RoundKey) Round

4、(State,RoundKey) ByteSub(State); ShiftRow(State); MixColumn(State); AddRoundKey(State,RoundKey); FinalRound(State,RoundKey) ByteSub(State); ShiftRow(State); AddRoundKey(State,RoundKey);二、 DES-數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)二、DES算法框圖初始置換和初始逆置換初始置換和初始逆置換DES中的初始置換和初始逆置換 初始置換與初始逆置換是互逆的 嚴(yán)格而言不具有加密的意義NoteDES的十六輪迭代加密十六輪迭代加密Round i第

5、i輪加密DES第i輪迭代加密F函數(shù)擴(kuò)展E置換E-盒S盒1S-盒是DES加密算法的唯一非線性部件S盒2S-盒S盒3輸入輸出S-盒的查表操作S盒4 DES中其它算法都是線性的，而S-盒運(yùn)算那么是非線性的 提供了密碼算法所必須的混亂作用 S-盒不易于分析，它提供了更好的平安性 S-盒的設(shè)計(jì)未公開NoteS盒5P置換直接P置換P-盒P置換F函數(shù)DES第i輪迭代加密子密鑰產(chǎn)生器 密鑰（64 bit ）置換選擇1，PC1置換選擇2，PC2 Ci(28 bit) Di(28 bit) 循環(huán)左移 循環(huán)左移除去第8,16, ,64位(8個(gè)校驗(yàn)位)ki置換選擇1循環(huán)左移的次數(shù)舍棄了奇偶校驗(yàn)位，即第8，16，64位壓縮置換2舍棄了第9,18,22,25,35,38,43,54比特位三、對(duì)稱密碼算法2DES二、對(duì)稱密碼算法3DES二、對(duì)稱密碼算法3DES二、對(duì)稱密碼算法3DES二、對(duì)稱密碼Blowfish算法三、對(duì)稱密碼算法實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.通過對(duì)AES算法的C源程序代碼進(jìn)行修改，了解和掌