AES(The Advanced Encryption Standard)是美国国家标准与技术研究所用于加密电子数据的规范。AES加密数据块分组长度必须为128比特,密钥长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意一个(如果数据块及密钥长度不足时,会补齐)。
AES加密有很多轮的重复和变换。大致步骤如下:1、密钥扩展(KeyExpansion),2、初始轮(Initial
Round),3、重复轮(Rounds),每一轮又包括:SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey,4、
最终轮(Final Round),最终轮没有MixColumns。
㈡ AES加密的详细过程是怎么样的
详细过程如下图:
AES加密标准又称为高级加密标准Rijndael加密法,是美国国家标准技术研究所NIST旨在取代DES的21世纪的加密标准。AES的基本要求是,采用对称分组密码体制,密钥长度可以为128、192或256位,分组长度128位,算法应易在各种硬件和软件上实现。
1998年NIST开始AES第一轮分析、测试和征集,共产生了15个候选算法。
1999年3月完成了第二轮AES2的分析、测试。2000年10月2日美国政府正式宣布选中比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen提出的一种密码算法Rijndael作为AES的加密算法。
AES加密数据块和密钥长度可以是128b、192b、256b中的任意一个。AES加密有很多轮的重复和变换。
㈢ 轻量级 加密算法 有哪几种
注:(以下内容我是从网上找的,不知道能不能帮到你..这些问题我也不怎么懂!!)
1.AES(Advanced Encryption Standard),
AES是一个使用128为分组块的分组加密算法,分组块和128、192或256位的密钥一起作为输入,对4×4的字节数组上进行操作。AES的每一轮加密都包含4个阶段,分别是AddRoundKey,SubBytes,ShiftRows,和MixColumns。众所周之AES是种十分高效的算法,尤其在8位架构中,这源于它面向字节的设计。
AES 适用于8位的小型单片机或者普通的32位微处理器,并且适合用专门的硬件实现,硬件实现能够使其吞吐量(每秒可以到达的加密/解密bit数)达到十亿量级。同样,其也适用于RFID系统。[3]高效的实现和算法的免费使用为AES在无线局域网和后来出现的相关协议中的应用铺平了道路。
2.DESL(Data Encryption Standard Lightweight Extension),
数据加密标准(DES)是由美国联邦信息处理标准在1976年为美国选出的一种加密算法。作为一个分组加密算法,DES在64位大小的分组快上进行操作,其密钥同样也是64位。[10]DES的大致结构由Feistel网络组成,此网络中包括含有8个S-Boxes的16次完全相同的基本轮回,一次初始排列,一次最终排列和一个独立的密钥次序表。
3.XXTEA
TEA微型加密算法最初是由David Wheeler和Roger Needham在1994年以Fast Software Encryption工作室的名义发表的,设计的重点在于描述与实现的简单性。它是一种分组加密算法,以128位的密钥对64位的分组块进行操作。[6]TEA遭受到等效密钥的困扰——每个密钥与其他是那个密钥是等效的,也就是说有效的密钥长度只有126位。此算法易受到相关密钥(Related Key)攻击法的攻击。
㈣ AES128和AES256主要区别和安全程度是多少
加密密钥扮答慧长度不同加密轮数不同128是16byte密钥10轮加密256是厅答32byte密钥14轮加密。AES256安全程度更高举肆
㈤ Advanced Encryption Standard(AES) 加密算法简介
AES(The Advanced Encryption Standard)是美国国家标准与技术研究所用于加密电子数据的规范。它被预期能成为人们公认的加密包括金融、电信和政府数字信息的方法。美国国家标准与技术研究所(NIST)在2002年5月26日建立了新的高级数据加密标准(AES)规范。AES是一个新的可以用于保护电子数据的加密算法。
1998年National Institute of Standards and Technology(NIST)开始AES第一轮分析、测试和征集,共产生了15个候选算法。其中包括CAST-256, CRYPTON, DEAL, DFC, E2, FROG, HPC, LOKI97, MAGENTA, MARS,RC6, Rijndael, SAFER+, Serpent, Twofish。 其中五个候选算法进入第二轮: MARS, RC6, Rijndael, Serpent, andTwofish. 1999年3月完成了第二轮AES2的分析、测试,最终确认Rijndael算法获得胜利。NIST于2002年5月26日制定了新的高级加密标准(AES)规范。
AES是典型的对称加密算法,应用广泛。数据发信方将明文和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后,使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后,若想解读原文,则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密,才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中,使用的密钥只有一个,发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密,这就要求解密方事先必须知道加密密钥。其优点是对称加密算法的特点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。不足之处是,双方都使用同样钥匙,安全性得不到保证。
在此扯一下题外话,不对称加密算法,比如着名的RSA算法,使用两把完全不同但又是完全匹配的一对钥匙----公钥和私钥。在使用不对称加密算法加密文件时,只有使用匹配的一对公钥和私钥,才能完成对明文的加密和解密过程。加密明文时采用公钥加密,解密密文时使用私钥才能完成,而且加密者知道收信方的公钥,只有解密者才是唯一知道自己私钥的人。
AES算法基于排列和置换运算。排列是对数据重新进行安排,置换是将一个数据单元替换为另一个。AES使用几种不同的方法来执行排列和置换运算。AES是一个迭代的、对称密钥分组的密码,它可以使用128、192和256位密钥,并且用128位(16字节)分组加密和解密数据。与公共密钥加密使用密钥对不同,对称密钥密码使用相同的密钥加密和解密数据。通过分组密码返回的加密数据的位数与输入数据相同。迭代加密使用一个循环结构,在该循环中重复置换和替换输入数据。密码学简介据记载,公元前400年,古希腊人发明了置换密码。1881年世界上的第一个电话保密专利出现。在第二次世界大战期间,德国军方启用“恩尼格玛”密码机,密码学在战争中起着非常重要的作用。
AES加密过程是在一个4×4的字节矩阵上运作,这个矩阵又称为“state”,其初值就是一个明文区块(矩阵中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte)。加密时,各轮AES加密循环(除最后一轮外)均包含4个步骤:
1.AddRoundKey — 矩阵中的每一个字节都与该次round key做XOR运算;每个子密钥由密钥生成方案产生。
2.SubBytes — 通过一个非线性的替换函数,用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。
3.ShiftRows — 将矩阵中的每个横列进行循环式移位。
4.MixColumns — 为了充分混合矩阵中各个直行的操作。这个步骤使用线性转换来混合每内联的四个字节。
㈥ 如何使用java对密码加密 加密方式aes
Java有相关的实现类:具体原理如下
对于任意长度的明文,AES首先对其进行分组,每组的长度为128位。分组之后将分别对每个128位的明文分组进行加密。
对于每个128位长度的明文分组的加密过程如下:
(1)将128位AES明文分组放入状态矩阵中。
(2)AddRoundKey变换:对状态矩阵进行AddRoundKey变换,与膨胀后的密钥进行异或操作(密钥膨胀将在实验原理七中详细讨论)。
(3)10轮循环:AES对状态矩阵进行了10轮类似的子加密过程。前9轮子加密过程中,每一轮子加密过程包括4种不同的变换,而最后一轮只有3种变换,前9轮的子加密步骤如下:
● SubBytes变换:SubBytes变换是一个对状态矩阵非线性的变换;
● ShiftRows变换:ShiftRows变换对状态矩阵的行进行循环移位;
● MixColumns变换:MixColumns变换对状态矩阵的列进行变换;
● AddRoundKey变换:AddRoundKey变换对状态矩阵和膨胀后的密钥进行异或操作。
最后一轮的子加密步骤如下:
● SubBytes变换:SubBytes变换是一个对状态矩阵非线性的变换;
● ShiftRows变换:ShiftRows变换对状态矩阵的行进行循环移位;
● AddRoundKey变换:AddRoundKey变换对状态矩阵和膨胀后的密钥进行异或操作;
(4)经过10轮循环的状态矩阵中的内容就是加密后的密文。
AES的加密算法的伪代码如下。
在AES算法中,AddRoundKey变换需要使用膨胀后的密钥,原始的128位密钥经过膨胀会产生44个字(每个字为32位)的膨胀后的密钥,这44个字的膨胀后的密钥供11次AddRoundKey变换使用,一次AddRoundKey使用4个字(128位)的膨胀后的密钥。
三.AES的分组过程
对于任意长度的明文,AES首先对其进行分组,分组的方法与DES相同,即对长度不足的明文分组后面补充0即可,只是每一组的长度为128位。
AES的密钥长度有128比特,192比特和256比特三种标准,其他长度的密钥并没有列入到AES联邦标准中,在下面的介绍中,我们将以128位密钥为例。
四.状态矩阵
状态矩阵是一个4行、4列的字节矩阵,所谓字节矩阵就是指矩阵中的每个元素都是一个1字节长度的数据。我们将状态矩阵记为State,State中的元素记为Sij,表示状态矩阵中第i行第j列的元素。128比特的明文分组按字节分成16块,第一块记为“块0”,第二块记为“块1”,依此类推,最后一块记为“块15”,然后将这16块明文数据放入到状态矩阵中,将这16块明文数据放入到状态矩阵中的方法如图2-2-1所示。
块0
块4
块8
块12
块1
块5
块9
块13
块2
块6
块10
块14
块3
块7
块11
块15
图2-2-1 将明文块放入状态矩阵中
五.AddRoundKey变换
状态矩阵生成以后,首先要进行AddRoundKey变换,AddRoundKey变换将状态矩阵与膨胀后的密钥进行按位异或运算,如下所示。
其中,c表示列数,数组W为膨胀后的密钥,round为加密轮数,Nb为状态矩阵的列数。
它的过程如图2-2-2所示。
图2-2-2 AES算法AddRoundKey变换
六.10轮循环
经过AddRoundKey的状态矩阵要继续进行10轮类似的子加密过程。前9轮子加密过程中,每一轮要经过4种不同的变换,即SubBytes变换、ShiftRows变换、MixColumns变换和AddRoundKey变换,而最后一轮只有3种变换,即SubBytes变换、ShiftRows变换和AddRoundKey变换。AddRoundKey变换已经讨论过,下面分别讨论余下的三种变换。
1.SubBytes变换
SubBytes是一个独立作用于状态字节的非线性变换,它由以下两个步骤组成:
(1)在GF(28)域,求乘法的逆运算,即对于α∈GF(28)求β∈GF(28),使αβ =βα = 1mod(x8 + x4 + x3 + x + 1)。
(2)在GF(28)域做变换,变换使用矩阵乘法,如下所示:
由于所有的运算都在GF(28)域上进行,所以最后的结果都在GF(28)上。若g∈GF(28)是GF(28)的本原元素,则对于α∈GF(28),α≠0,则存在
β ∈ GF(28),使得:
β = gαmod(x8 + x4 + x3 + x + 1)
由于g255 = 1mod(x8 + x4 + x3 + x + 1)
所以g255-α = β-1mod(x8 + x4 + x3 + x + 1)
根据SubBytes变换算法,可以得出SubBytes的置换表,如表2-2-1所示,这个表也叫做AES的S盒。该表的使用方法如下:状态矩阵中每个元素都要经过该表替换,每个元素为8比特,前4比特决定了行号,后4比特决定了列号,例如求SubBytes(0C)查表的0行C列得FE。
表2-2-1 AES的SubBytes置换表
它的变换过程如图2-2-3所示。
图2-2-3 SubBytes变换
AES加密过程需要用到一些数学基础,其中包括GF(2)域上的多项式、GF(28)域上的多项式的计算和矩阵乘法运算等,有兴趣的同学请参考相关的数学书籍。
2.ShiftRows变换
ShiftRows变换比较简单,状态矩阵的第1行不发生改变,第2行循环左移1字节,第3行循环左移2字节,第4行循环左移3字节。ShiftRows变换的过程如图2-2-4所示。
图2-2-4 AES的ShiftRows变换
3.MixColumns变换
在MixColumns变换中,状态矩阵的列看作是域GF(28)的多项式,模(x4+1)乘以c(x)的结果:
c(x)=(03)x3+(01)x2+(01)x+(02)
这里(03)为十六进制表示,依此类推。c(x)与x4+1互质,故存在逆:
d(x)=(0B)x3+(0D)x2+(0G)x+(0E)使c(x)•d(x) = (D1)mod(x4+1)。
设有:
它的过程如图2-2-5所示。
图2-2-5 AES算法MixColumns变换
七.密钥膨胀
在AES算法中,AddRoundKey变换需要使用膨胀后的密钥,膨胀后的密钥记为子密钥,原始的128位密钥经过膨胀会产生44个字(每个字为32位)的子密钥,这44个字的子密钥供11次AddRoundKey变换使用,一次AddRoundKey使用4个字(128位)的膨胀后的密钥。
密钥膨胀算法是以字为基础的(一个字由4个字节组成,即32比特)。128比特的原始密钥经过膨胀后将产生44个字的子密钥,我们将这44个密钥保存在一个字数组中,记为W[44]。128比特的原始密钥分成16份,存放在一个字节的数组:Key[0],Key[1]……Key[15]中。
在密钥膨胀算法中,Rcon是一个10个字的数组,在数组中保存着算法定义的常数,分别为:
Rcon[0] = 0x01000000
Rcon[1] = 0x02000000
Rcon[2] = 0x04000000
Rcon[3] = 0x08000000
Rcon[4] = 0x10000000
Rcon[5] = 0x20000000
Rcon[6] = 0x40000000
Rcon[7] = 0x80000000
Rcon[8] = 0x1b000000
Rcon[9] = 0x36000000
另外,在密钥膨胀中包括其他两个操作RotWord和SubWord,下面对这两个操作做说明:
RotWord( B0,B1,B2,B3 )对4个字节B0,B1,B2,B3进行循环移位,即
RotWord( B0,B1,B2,B3 ) = ( B1,B2,B3,B0 )
SubWord( B0,B1,B2,B3 )对4个字节B0,B1,B2,B3使用AES的S盒,即
SubWord( B0,B1,B2,B3 ) = ( B’0,B’1,B’2,B’3 )
其中,B’i = SubBytes(Bi),i = 0,1,2,3。
密钥膨胀的算法如下:
八.解密过程
AES的加密和解密过程并不相同,首先密文按128位分组,分组方法和加密时的分组方法相同,然后进行轮变换。
AES的解密过程可以看成是加密过程的逆过程,它也由10轮循环组成,每一轮循环包括四个变换分别为InvShiftRows变换、InvSubBytes变换、InvMixColumns变换和AddRoundKey变换;
这个过程可以描述为如下代码片段所示:
九.InvShiftRows变换
InvShiftRows变换是ShiftRows变换的逆过程,十分简单,指定InvShiftRows的变换如下。
Sr,(c+shift(r,Nb))modNb= Sr,c for 0 < r< 4 and 0 ≤ c < Nb
图2-2-6演示了这个过程。
图2-2-6 AES算法InvShiftRows变换
十.InvSubBytes变换
InvSubBytes变换是SubBytes变换的逆变换,利用AES的S盒的逆作字节置换,表2-2-2为InvSubBytes变换的置换表。
表2-2-2 InvSubBytes置换表
十一.InvMixColumns变换
InvMixColumns变换与MixColumns变换类似,每列乘以d(x)
d(x) = (OB)x3 + (0D)x2 + (0G)x + (0E)
下列等式成立:
( (03)x3 + (01)x2 + (01)x + (02) )⊙d(x) = (01)
上面的内容可以描述为以下的矩阵乘法:
十二.AddRoundKey变换
AES解密过程的AddRoundKey变换与加密过程中的AddRoundKey变换一样,都是按位与子密钥做异或操作。解密过程的密钥膨胀算法也与加密的密钥膨胀算法相同。最后状态矩阵中的数据就是明文。
㈦ aes是什么意思
aes的意思是:
1、密码学中的高级加密标准(Advanced Encryption Standard,AES),又称Rijndael加密法,是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。
2、原子发射光谱原子发射光谱法(Atomic Emission Spectrometry,简称AES),是利用物质在热激发或电激发下,不同元素的原子或离子发射特征光谱的差别来判断物质的组成,并进而进行元素的定性与定量分析的方法。
AES加密
AES加密过程又包括一个作为初始轮的初始密钥加法(AddRoundKey),接着进行9次轮变换(Round),最后再使用一个轮变换(FinalRound),如图2.1 AES算法加密实现过程所示。
每一次Round均由SubBytes,ShiftRows,MixColumns和AddRoundKey共4个步骤构成,FinalRound包含除MixColumns这一步外的其他3个步骤。轮变换及其每一步均作用在中间结果上,将该中间结果称为状态,可以形象地表示为一个4*4 B的矩阵。
㈧ aes算法步骤
aes算法由四个不同的变换组成,包括一个置换和三个替代:
字节代替(SubBytes):用一个S盒完成分组的字节到字节的代替。
行移位(ShiftRows):一个简单的置换。
列混淆(MixColumns):利用域GF(28)上的算术特性的一个代替。
轮密钥加(AddRoundKey):当前分组和扩展密钥的一部分进行按位XOR(异或)。
输入的密钥被扩展成由44个32位子所组成的数组w[i],由上图可知,每轮有四个不同的字(128位)作为该轮到密钥。
对加密和解密的操作,算法由轮密钥加开始,接着执行9轮迭代运算,每轮都包含所有4个阶段的代替,接着是第10轮的三个阶段。
仅仅在轮密钥加阶段使用密钥。由于这个原因,该算法以轮密钥加开始,以轮密钥加结束。
㈨ AES DES加密有什么区别啊
AES和DES加密的区别:
1、密钥长度不同
AES 密钥长度可以是 128 位,192 位和 256 位。DES 密钥长度在 DES 中为 56 位。
2、轮数不同
AES 轮数取决于密钥长度:10 (128 位), 12 (192 位) 或 14 (256 位)。DES 涉及 16 轮相同的操作。
3、原理不同
AES 结构基于置换排列网络。DES 结构基于 feistal 网络。
4、安全性不同
AES 比 DES 密码更安全,并且是事实上的世界标准。由于 DES 具有已知漏洞,因此很容易被破坏。 3DES (三重 DES) 是 DES 的一种变体,它比通常的 DES 安全。
5、回合不同
AES 中的回合为:字节替换,移位行,混合列和键添加。DES 中的回合为:扩展,带回合键的 XOR 操作,替换和置换。
6、加密不同
AES 可以加密 128 位纯文本。DES 可以加密 64 位纯文本。