网络与系统安全培训课件.pptx

实验三 AES的加解密、 对称密钥管理 一、AES—高级加密标准高级加密标准的起源1997年4月15日，NIST发起征集高级加密标准的活动，活动目的是确定一个非保密的、可以公开技术细节的、全球免费使用的分组密码算法，作为新的数据加密标准。1997年9月12日，美国联邦登记处公布了正式征集AES候选算法的通告。作为进入AES候选过程的一个条件，开发者承诺放弃被选中算法的知识产权。对AES的基本要求是：比三重DES快、至少与三重DES一样安全、数据分组长度为128比特、密钥长度为128/192/256比特。1998年8月12日，在首届AES会议上指定了15个候选算法。1999年3月22日第二次AES会议上，将候选名单减少为5 个， 这5 个算法是RC6，Rijndael，SERPENT，Twofish和MARS。2000年4月13日，第三次AES会议上，对这5个候选算法的各种分析结果进行了讨论。2000年10月2日，NIST宣布了获胜者—Rijndael算法，2001年11月出版了最终标准FIPS PUB197。 一、AES—参数 一、AES—特性AES的特性所有的已知攻击具有免疫性在各种平台上执行速度快，代码紧凑设计简单数据结构以字节为单位的方阵描述：输入分组in、中间数组 State、输出、密钥排列顺序：方阵中从上到下，从左到右 一、AES—算法结构AES算法的轮变换中没有Feistel结构，轮变换是由三个不同的可逆一致变换组成，称之为层。线性混合层：确保多轮之上的高度扩散。非线性层：具有最优最差-情形非线性的S-盒的并行应用。密钥加层：轮密钥简单地异或到中间状态上。 一、AES—算法结构 一、AES—算法结构AES算法的轮变换中没有Feistel结构，轮变换是由三个不同的可逆一致变换组成，称之为层。线性混合层：确保多轮之上的高度扩散。非线性层：具有最优最差-情形非线性的S-盒的并行应用。密钥加层：轮密钥简单地异或到中间状态上。 一、AES—加密过程 一、AES—算法描述假设：State表示数据以及每一轮的中间结果， RoundKey表示每一轮对应的子密钥算法如下：第一轮之前执行AddRoundKey(State,RoundKey) Round(State,RoundKey) { ByteSub(State); ShiftRow(State); MixColumn(State); AddRoundKey(State,RoundKey); } FinalRound(State,RoundKey) { ByteSub(State); ShiftRow(State); AddRoundKey(State,RoundKey);} 二、 DES--数据加密标准 二、DES—算法框图 初始置换和初始逆置换 初始置换和初始逆置换DES中的初始置换和初始逆置换 初始置换与初始逆置换是互逆的 严格而言不具有加密的意义Note DES的十六轮迭代加密十六轮迭代加密Round i第i轮加密 DES第i轮迭代加密 F函数 扩展E置换（E-盒） S盒（1） S-盒是DES加密算法的唯一非线性部件S盒（2） S-盒S盒（3） 输入输出S-盒的查表操作S盒（4） DES中其它算法都是线性的，而S-盒运算则是非线性的 提供了密码算法所必须的混乱作用 S-盒不易于分析，它提供了更好的安全性 S-盒的设计未公开NoteS盒（5） P置换 直接P置换（P-盒）P置换 F函数 DES第i轮迭代加密 子密钥产生器 密钥（64 bit ）置换选择1，PC1置换选择2，PC2 Ci(28 bit) Di(28 bit) 循环左移 循环左移除去第8,16, ?,64位(8个校验位)ki 置换选择1循环左移的次数（舍弃了奇偶校验位，即第8，16，…，64位） 压缩置换2舍弃了第9,18,22,25,35,38,43,54比特位 三、对称密码算法—2DES 二、对称密码算法—3DES 二、对称密码算法—3DES 二、对称密码算法—3DES 二、对称密码—Blowfish算法 三、对称密码算法实验实验目的 1.