aes加密性能下降

A. 無線路由器加密演算法tkip和aes有什麼區別

一、安全性能不同

TKIP本質上是一個WEP補丁，解決了攻擊者通過獲得少量的路由器流量解析出路由器密鑰的問題。TKIP還提供了一個較為完善的安全升級，但是對於保護網路不受黑客攻擊上不夠全面。

AES是一個完全獨立的加密演算法，遠遠優於任何TKIP提供的演算法，該演算法有128位，192位或256位的分組密碼。所以AES安全性能比TKIP好。

二、速度不同

TKIP是一種過時的加密方法，而且除了安全問題，它還會減緩系統運行速度，速度會減慢至54Mbps。

支持WPA2-AES加密的802.11ac理想條件下最大速度為3.46Gbps。所以AES的運行速度相較於TKIP要快。

三、密鑰長度不同

TKIP中密碼使用的密鑰長度為128位，這就解決了WEP密碼使用的密鑰長度過短的問題。

AES 是一個迭代的、對稱密鑰分組的密碼，它可以使用128、192 和 256 位密鑰，並且用 128 位（16位元組）分組加密和解密數據。

B. AES加密演算法怎樣進行改進

AES演算法基於排列和置換運算。排列是對數據重新進行安排，置換是將一個數據單元替換為另一個。AES使用幾種不同的方法來執行排列和置換運算。AES是一個迭代的、對稱密鑰分組的密碼，它可以使用128、192和256位密鑰，並且用128位（16位元組）分組加密和解密數據。與公共密鑰加密使用密鑰對不同，對稱密鑰密碼使用相同的密鑰加密和解密數據。通過分組密碼返回的加密數據的位數與輸入數據相同。迭代加密使用一個循環結構，在該循環中重復置換和替換輸入數據。密碼學簡介據記載，公元前400年，古希臘人發明了置換密碼。1881年世界上的第一個電話保密專利出現。在第二次世界大戰期間，德國軍方啟用「恩尼格瑪」密碼機，密碼學在戰爭中起著非常重要的作用。
AES加密演算法主要步驟
1.1 AES演算法整體描述
l 給定一個明文x，將State初始化為x，並進行AddRoundKey操作，將RoundKey與State異或。
l 對前Nr-1輪中的每一輪，用S盒對進行一次代換操作，稱為SubBytes；對State做一置換ShiftRows；再對State做一次操作MixColumns；然後進行AddRoundKey操作。
l 依次進行SubBytes、ShiftRows和AddRoundKey操作。
l 將State定義為密文y。
1.2 偽代碼
Cipher(byte in[4*Nb], byte out[4*Nb], word w[Nb*(Nr+1)])
begin
byte state[4,Nb]
state = in
AddRoundKey(state, w[0, Nb-1])
for round = 1 step 1 to Nr-1
SubBytes(state)
ShiftRows(state)
MixColumns(state)
AddRoundKey(state, w[round*Nb, (round+1)*Nb-1])
end for
SubBytes(state)
ShiftRows(state)
AddRoundKey(state, w[Nr*Nb, (Nr+1)*Nb-1])
out = state
end
2 KeyExpansion()實現
2.1要求
將128 bit的密鑰擴展至加密過程中的9輪循環，再上初始及最後2輪，需構造11輪密鑰。每一輪密鑰由4個字組成。每個字由4個byte組成。
2.2 演算法設計
輸入：byte[] key, byte[] w //key為密鑰 w為擴展的密鑰
輸出：byte[] w //擴展密鑰 長度為4 * 4 * 11
處理：
1）建立一個4 byte的一維數組，存放一個字。Byte[] temp;
2）將密鑰key[0..15]送至w[0..15];//已賦值4個字給w。
3) for I = 4 to 43
//以下每次處理一個字(32 bit)
temp = w[I-1];
if (I = 0 mod 4) //處理一個字 then
for j = 1 to 4 //字的4 byte處理
在此循環中取temp數組下標的次序為1,2,3,0 //RotWord 操作
如果是字的首byte，取Rcon常數Rcon(I/4);
temp[j] = Sbox(temp[ (j + 1) /4]^Rcon常數
end for
temp = SubWord(RotWord(temp))⊕Rcon[i/4]
end if
w[I] = w[I-4]⊕temp;
end for
4) 輸出w
3多項式乘法mod GF(28)運算
3.1要求
將兩個byte在有限域GF(28)按多項式乘法，並mod 不可約多項式m(x)=x8+x4+x3+x+1。
3.2 演算法設計
輸入：byte a ,byte b
輸出：byte r
數學基礎：
GF(28)有限域性質：兩個元素的加法與兩個位元組按位模2加是一致的；乘法滿足結合律；
考慮多項式中的一項aixi（i∈0-7），用一次x乘以多項式：
b(x) = b7x7 + b6x6 + b5x5 + b4x4 + b3x3 + b2x2 + b1x + b0,
得到
b7x8 + b6x7 + b5x6 + b4x5 + b3x4 + b2x3 + b1x2 + b0x (式1)
將結果模m(x)求余得到x*b(x)。
如果b7 = 0，則式1就是x*b(x)。
如果b7 不等於0，則必須從式1中減去m(x)後結果為x*b(x)。用x乘一個多項式簡稱x乘。
由此得出，aixi 乘以b(x)，可以作i次x乘。x(十六進製表示為0x02)乘可以用位元組內左移一位和緊接著的一個與0x1b的按位模2加來實現，該運算暫記為xtime()。X的更高次的乘法可以通過重復應用xtime()來實現。通過將中間結果相加，任意乘法都可以利用xtime()來實現。例如：
57 * 13 = fe ，這是因為：
57 * 02 = xtime(57) = ae
57 * 04 = xtime(ae) = 47
57 * 08 = xtime(47) = 8e
57 * 10 = xtime(8e) = 07
所以
57 * 13 = 57 * ( 01⊕ 02 ⊕10 )
= 57⊕ ae⊕ 07
= fe

4 Sbox生成
4.1要求
一個位元組byte看作為一個在有限域GF(28)的多項式，求出它關於模m(x)的乘法逆，之後將該乘法逆在GF(2)上作仿射變換。
4.2 演算法設計
輸入：byte a
輸出：byte[] S
數學邏輯：
由有限域GF(28)性質。某個生成元（也是本原元）a，其a^(28-1) ≡ 1 mod m(x)。或a255 ≡ 1 mod m(x)。另外，a的從1到28-1的冪的值是構成了有限域GF(28)。
由乘法逆的性質b * b -1 ≡ 1。求乘法逆可簡化如下
設 x = am ，設y是x的乘法逆，則y = a255-m
處理：
建立三個一組數組，分別為：byte S[255],byte L[255],byte E[255]。
取本原元為a = 0x03，
將a的0,1,2…255次方mod m(x)分另送至數組L中。a的運算參考前面的多項式乘法運算。如下偽碼：
For i = 0 to 255
L[i] = ai (式2)
End for
為方便計算乘法逆的指數，數組E存放ai的冪指數i。將式2中ai值為數組E的下標，而將ai在數組L中的下標i作為數組E中對應的值。對應（式2）每一項有E[ai] = i。
由上面兩個數組L，E，可得到GF(28)域中的任一byte的乘法逆。
設位元組c它由ai生成的。其中a是GF(28)域中的生成元。欲求c的乘法逆。只需要找到a255-i即可。在數組E中可以由c查出生成元a的冪指數i。c-1的冪指數255-i。所以c-1 = L[255-i]。
對每一個位元組byte根據以上內容得到乘法逆，作仿射變換得到數組S。即為Sbox

C. 「DES」和「AES」演算法的比較，各自優缺點有哪些

DES演算法優點：DES演算法具有極高安全性，到目前為止，除了用窮舉搜索法對DES演算法進行攻擊外，還沒有發現更有效的辦法。

DES演算法缺點：

1、分組比較短。

2、密鑰太短。

3、密碼生命周期短。

4、運算速度較慢。

AES演算法優點：

1、運算速度快。

2、對內存的需求非常低，適合於受限環境。

3、分組長度和密鑰長度設計靈活。

4、 AES標准支持可變分組長度，分組長度可設定為32比特的任意倍數，最小值為128比特，最大值為256比特。

5、 AES的密鑰長度比DES大，它也可設定為32比特的任意倍數，最小值為128比特，最大值為256比特，所以用窮舉法是不可能破解的。

6、很好的抵抗差分密碼分析及線性密碼分析的能力。

AES演算法缺點：目前尚未存在對AES 演算法完整版的成功攻擊，但已經提出對其簡化演算法的攻擊。

(3)aes加密性能下降擴展閱讀：

高級加密標准（英語：Advanced Encryption Standard，縮寫：AES），在密碼學中又稱Rijndael加密法，是美國聯邦政府採用的一種區塊加密標准。

這個標准用來替代原先的DES，已經被多方分析且廣為全世界所使用。經過五年的甄選流程，高級加密標准由美國國家標准與技術研究院（NIST）於2001年11月26日發布於FIPS PUB 197，並在2002年5月26日成為有效的標准。2006年，高級加密標准已然成為對稱密鑰加密中最流行的演算法之一。

D. AES加密演算法怎樣進行改進

AES(Advanced Encryption Standard)：高級加密標准，是下一代的加密演算法標准，速度快，安全級別高。

用AES加密2000年10月，NIST（美國國家標准和技術協會）宣布通過從15種候選演算法中選出的一項新的密匙加密標准。Rijndael被選中成為將來的AES。Rijndael是在1999年下半年，由研究員Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 創建的。AES正日益成為加密各種形式的電子數據的實際標准。

美國標准與技術研究院（NIST）於2002年5月26日制定了新的高級加密標准（AES）規范。

演算法原理 AES演算法基於排列和置換運算。排列是對數據重新進行安排，置換是將一個數據單元替換為另一個。AES使用幾種不同的方法來執行排列和置換運算。AES是一個迭代的、對稱密鑰分組的密碼，它可以使用128、192和256位密鑰，並且用128位（16位元組）分組加密和解密數據。與公共密鑰加密使用密鑰對不同，對稱密鑰密碼使用相同的密鑰加密和解密數據。通過分組密碼返回的加密數據的位數與輸入數據相同。迭代加密使用一個循環結構，在該循環中重復置換和替換輸入數據。密碼學簡介據記載，公元前400年，古希臘人發明了置換密碼。1881年世界上的第一個電話保密專利出現。在第二次世界大戰期間，德國軍方啟用「恩尼格瑪」密碼機，密碼學在戰爭中起著非常重要的作用。

隨著信息化和數字化社會的發展，人們對信息安全和保密的重要性認識不斷提高，於是在1997年，美國國家保准局公布實施了「美國數據加密標准（DES）」，民間力量開始全面介入密碼學的研究和應用中，採用的加密演算法有DES、RSA、SHA等。隨著對加密強度的不斷提高，近期又出現了AES、ECC等。

使用密碼學可以達到以下目的：保密性：防止用戶的標識或數據被讀取。數據完整性：防止數據被更改。身份驗證：確保數據發自特定的一方。

E. wpa-psk 的AES 和TKIP 有什麼區別

AES和TKIP的區別在於：

1、加密演算法不同

TKIP負責處理無線安全問題的加密部分，TKIP是包裹在已有WEP密碼外圍的一層「外殼」，
這種加密方式在盡可能使用WEP演算法的同時消除了已知的WEP缺點。AES是美陵老國國家標准與技術研究所用於加密電子數據的規范，該演算法匯聚了設計簡單、密鑰安裝快、需要的內存空間少、在所有的平台上運行良好、支持並行處理並且可以抵抗所有已知攻擊等優點。

2、密鑰長度不同

TKIP中密碼使用的密鑰長度為128位，AES可以使用128、192 和 256 位密鑰，並且用 128
位（16位元組）分組加密和解密數據。

3、加密性能不同

AES提供了比TKIP更加高級的加密技術，現在無線路由器都提供了這2種演算法，不過比較宴汪芹傾向於AES。TKIP安全性不如AES，而且在使用TKIP演算法時路由器的吞吐量會下降3成至5成，大大地影響了路由器的性能。

(5)aes加密性能下降擴展閱讀

TKIP的特性

TKIP是包裹在已有WEP密碼外圍的一層「外殼」。TKIP由WEP使用的同樣的加密引擎和RC4演算法組成。不過，TKIP中密碼使用的密鑰長度為128位。這解決了WEP的第一個問題：過短的密鑰長度。

TKIP的一個重要特性，是它變化每個數據包所使用的密鑰。這就是它名稱中「動態」的出處。密鑰通過將多種因素混合在一起生成，包括基本密鑰（即TKIP中所謂的成對瞬時密鑰）、發射站的MAC地址以及數據包的序列號。混合操作在設計上將對無線站和接入點的要求減少到最低程度，但仍具有足夠的密碼強度，使它不能被輕易破譯。

利用TKIP傳送的每一個數據包都具有獨有的48位序列號，這個序列號在每次傳送新數據包時遞增，並被用作初始化向量和密鑰的一部分。將序列號加到密鑰中，確保了每個數據包使用不同的密鑰。這解決了WEP的另一個問題，即所謂的「碰撞攻擊」。這種攻擊發生在兩個不同數據包使用同樣的晌畢密鑰時。在使用不同的密鑰時，不會出現碰撞。

AES的加密標准

AES是美國國家標准技術研究所NIST旨在取代DES的21世紀的加密標准。

AES的基本要求是，採用對稱分組密碼體制，密鑰的長度最少支持為128、192、256，分組長度128位，演算法應易於各種硬體和軟體實現。1998年NIST開始AES第一輪分析、測試和徵集，共產生了15個候選演算法。1999年3月完成了第二輪AES2的分析、測試。2000年10月2日美國政府正式宣布選中比利時密碼學家Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 提出的一種密碼演算法RIJNDAEL 作為 AES.