網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)安全實驗二

實驗三AES的加解密、

對稱密鑰管理一、AES—高級加密標(biāo)準(zhǔn)高級加密標(biāo)準(zhǔn)的起源1997年4月15日，NIST發(fā)起征集高級加密標(biāo)準(zhǔn)的活動，活動目的是確定一個非保密的、可以公開技術(shù)細節(jié)的、全球免費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，美國聯(lián)邦登記處公布了正式征集AES候選算法的通告。作為進入AES候選過程的一個條件，開發(fā)者承諾放棄被選中算法的知識產(chǎn)權(quán)。對AES的基本要求是：比三重DES快、至少與三重DES一樣安全、數(shù)據(jù)分組長度為128比特、密鑰長度為128/192/256比特。1998年8月12日，在首屆AES會議上指定了15個候選算法。1999年3月22日第二次AES會議上，將候選名單減少為5個，這5個算法是RC6，Rijndael，SERPENT，Twofish和MARS。2000年4月13日，第三次AES會議上，對這5個候選算法的各種分析結(jié)果進行了討論。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)FIPSPUB197。一、AES—參數(shù)一、AES—特性AES的特性所有的已知攻擊具有免疫性在各種平臺上執(zhí)行速度快，代碼緊湊設(shè)計簡單數(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表示每一輪對應(yīng)的子密鑰算法如下：第一輪之前執(zhí)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--數(shù)據(jù)據(jù)加密標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)二、DES—算算法框圖圖初始置換換和初始始逆置換換初始置換換和初始始逆置換換DES中的初始始置換和和初始逆逆置換初始置置換與與初始始逆置置換是是互逆逆的嚴(yán)格而而言不不具有有加密密的意意義NoteDES的十六六輪迭迭代加加密十六輪輪迭代代加密密Roundi第i輪加密DES第i輪迭代代加密密F函數(shù)擴展E置換（（E-盒）S盒（1）S-盒是DES加密算算法的的唯一一非線線性部部件S盒（2）S-盒S盒（3）輸入輸出S-盒的查查表操操作S盒（4）DES中其它它算法法都是是線性性的，，而S-盒運算算則是是非線線性的的提供了了密碼碼算法法所必必須的的混亂亂作用用S-盒不易易于分分析，，它提提供了了更好好的安安全性性S-盒的設(shè)設(shè)計未未公開開NoteS盒（5）P置換直接P置換（（P-盒）P置換F函數(shù)DES第i輪迭代代加密密子密鑰鑰產(chǎn)生生器密鑰（64bit）置換選擇1，PC1置換選擇2，PC2

Ci(28bit)

Di(28bit)循環(huán)左移循環(huán)左移除去第8,16,,64位(8個校驗位)ki置換選選擇1循環(huán)左左移的的次數(shù)數(shù)（舍棄棄了奇奇偶校校驗位位，即即第8，16，…，64位）壓縮置置換2舍棄了了第9,18,22,25,35,38,43,54比特位三、對稱密密碼算法——2DES二、對稱密密碼算法——3DES二、對稱密密碼算法——3DES二、對稱密密碼算法——3DES二、對稱密密碼—Blowfish算法法三、對稱密密碼算法實實驗實驗?zāi)康?.通過對AES算法的C源程序代碼碼進行修改改，了解和和掌握分組組密碼體制制的運行原原理和編程程思想。2.通過對DES算法的代碼碼編寫，了了解分組密密碼算法的的設(shè)計思想想和分組密密碼算法的的工作模式式。實驗環(huán)境PC機，且其上上安裝有一一種C語言編譯環(huán)環(huán)境三、對稱密密碼算法實實驗實驗步驟1.下載AES源碼，分析析代碼，找找出各個部部分是由哪哪個函數(shù)實實現(xiàn)的。2.選取密鑰長長度和分組組長度均為為128b，試修改上上述代碼，，完成全0密鑰擴展驗驗證：對于于128b全零密鑰，，測試密文文輸出。3.下載DES實現(xiàn)的源代代碼，并以以112b全0密鑰加密ff